UNIVERZITET U BEOGRADU POLJOPRIVREDNI FAKULTET mr Mirjana B. Srebrić ОPLEMENJIVANJE SOJE UKRŠTANJEM U PUNOM SRODSTVU U CILJU POVEĆANJA PRINOSA ZRNA doktorska disertacija Beograd, 2013 UNIVERSTY OF BELGRADE FACULTY OF AGRICULTURE MSc Mirjana B. Srebrić SOYBEAN BREEDING BY FULL SIB CROSSING IN ORDER TO YIELD INCREASING Doctoral Dissertation Belgrade, 2013 Mentor: dr Gordana Šurlan-Momirović, redovni profesor, Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Beogradu Ĉlanovi komisije za ocenu doktorske disertacije: 1. dr Slaven Prodanović, redovni profesor, Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Beogradu 2. dr Zorica Pajić, nauĉni savetnik, Institut za kukuruz „Zemun Polje“, Beograd -Zemun 3.dr Mile Ivanović, nauĉni savetnik, Institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad 4. dr Radovan Sabovljević, vanredni profesor, Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Beogradu Datum odbrane:____________________ Veliku zahvalnost upućujem mentoru doktorske disertacije prof dr Gordani Šurlan Momirović na pomoći, podršci, korektnom pristupu i korisnim savetima tokom izrade i pisanja rada. Zahvaljujem ĉlanovima komisije za odbranu doktorske disertacije dr Zorici Pajić, dr Slavenu Prodanoviću i dr Radovanu Sabovljeviću na pomoći i sugestijama tokom izrade i pisanja rada. Posebno zahvaljujem ĉlanu komisije dr Miletu Ivanoviću na nesebiĉnoj pomoći oko planiranja eksperimenta, a posebno statistiĉke obrade podataka. Zahvaljujem svim kolegama iz Instituta za kukuruz koji su podrškom i savetima pomogli u realizaciji ove disertacije, a pre svega ĉlanovima grupe za soju, bez kojih ne bi mogao da bude uraĊen eksperimentalni deo rada. Zahvaljujem dr Draganu Kovaĉeviću na trudu i vremenu koje je odvojio za analize gel elektroforeze korišćene u ovom radu. Zahvaljujem mojoj porodici i prijateljima na podršci i strpljenju. ОPLEMENJIVANJE SOJE UKRŠTANJEM U PUNOM SRODSTVU U CILJU POVEĆANJA PRINOSA ZRNA SAŢETAK Ukrštanjem Kunitz x Kador formirana je segregirajuća populacija. Kunitz predstavlja genotip bez Kunitz tripsin inhibitora u zrnu, koja nije prilagoĊena našim uslovima gajenja a Kador sortu standardnog hemijskog sastava zrna, adaptiranu na naše uslove. Posle testiranja prinosa zrna odabrane su tri F3 linije. Obavljene su tri kombinacije ukrštanja odabranih linija, u kojima je svaka po jednom korišćena kao majka a po jednom kao otac. Potomstva odabranih linija i njihovih sestrinskih ukrštanja su testirana zajedno sa poĉetnim roditeljima u tri odvojena poljska eksperimenta, postavljena na dve lokacije u trajanju od dve godine. Dobijeni podaci obraĊeni su trofaktorijalnom analizom varijanse prema planu podeljenih potparcela, da bi mogli da budu izraĉunati ostali genetiĉko-statistiĉki pokazatelji. Kod potomstava obuhvaćenih istraţivanjem su konstatovane signifikantne i visiko signifikantne razlike za prouĉavane osobine. Srednje vrednosti potomstava majki se nisu znaĉajno razlikovale od odgovarajućih srednjih vrednosti potomstava ukrštanja u punom srodstvu. Kod svih testiranih potomstava su identifikovana prinosnija od boljeg roditelja. Prema izraĉunatim koeficijentima varijacije varijabilnost prouĉavanih osobina se nije povećala kod potomstava ukrštanja u punom srodstvu. Vrednosti za heritabilnost u širem smislu su se promenile posle obavljenog ukrštanja u punom srodstvu kod svih osobina obuhvaćenih istraţivanjem. Preko koeficijenata proste korelacije i koeficijenata korelacije ranga, nije utvrĊena pouzdana povezanost prouĉavanih osobina izmeĊu potomstava sestrinskih ukrštanja i potomstava njihovih majki, sa izuzetkom visine stabla. Genetiĉka dobit je uglavnom bila veća kod potomstava majki u odnosu na odgovarajuća ukrštanja u punom srodstvu. Posle ukrštanja u punom srodstvu je identifikovano više superiornih potomstava (u odnosu na adaptiranog roditelja) kako standardnog kvalitita zrna tako i bez Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu. Kljuĉne reĉi: soja, ukrštanja u punom srodstvu, Kunitz tripsin inhibitor Nauĉna oblast: BIOTEHNIĈKE NAUKE Uţa nauĉna oblast: RATARSTVO I POVRTARSTVO UDK broj: 633.34:631.627.5 (043.3) SOYBEAN BREEDING BY FULL SIB CROSSING IN ORDER TO YIELD INCREASING SUMMARY A segregating population was made from cross combination Kunitz x Kador. Kunitz is a genotype without Kunitz trypsin inhibitor in row grain, not adapted to our growing conditions while Kador is a cultivar common grain structure adapted to growing conditions in our country. After yield testing, three F3 lines were chosen for full sib crossing. Three cross combinations were made using those lines, once as a mother and once as a father each of them. Progenies of chosen lines, as well as progenies of their full sib crosses and initial parents were tested in three separated field experiments. The data were processed by the three factors split plot design analysis of variance, and after that other biometric parameters were calculated. In all progenies, investigated traits showed significant and high significant differences. There were no significant differences between mean values of investigated traits in mothers and full sib progenies. Progenies better yielding than adapted parent were identified. According to calculated coefficient of variation, trait variability of investigated traits did not increase within full sib progenies. Values of broad sense heritability of investigated characters changed after full sib crossing. Coefficients of simple correlations and rank correlations do not indicate significant correlation between characters of mother lines and adequate full sibs. Calculated genetic gain values of mother’s progenies were mostly higher than belonging full sibs. More superior progenies were identified within full sibs in addition to mother’s progenies, standard grain quality and Kunitz free, compared with adapted parent. Key words: soybean, full sib crossing, Kunitz trypsin inhibitor Scientific field: BIOTECHNICAL SCIENCIES Special topic: FIELD AND VEGETABLE CROPS UDK number: 633.34:631.627.5 (043.3) SADRŢAJ 1. UVOD....................................................................................................................1 2. CILJ ISTRAŢIVANJA..........................................................................................6 3. PREGLED LITERATURE....................................................................................7 4. RADNA HIPOTEZA...........................................................................................15 5. MATERIJAL I METOD RADA.........................................................................16 5.1.1. Ogledni materijal ..............................................................................16 5.1.2. Postavka ogleda.................................................................................19 5.1.3. Statistiĉka obrada podataka...............................................................20 5.1.4. Gel elektroforeza...............................................................................30 6. REZULTATI I DISKUSIJA................................................................................32 6.1. Srednje vrednosti..........................................................................................34 6.2. Analiza varijanse .........................................................................................44 6.2.1. Analiza varijanse za sva potomstva soje i inicijalne roditelje...........44 6.2.2. Analiza varijanse za potomstva linija soje majki i odgovarajućih sestrinskih ukrštanja...........................................................................50 6.3. Komponente varijanse, koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu.............................................................................................................55 6.3.1. Komponente varijanse.......................................................................56 6.3.2. Koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu.........................58 6.4. Koeficijenti korelacije prouĉavanih osobina soje izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih ukrštanja u punom srodstvu ................................................. 62 6.5. Genetiĉka dobit od selekcije.........................................................................65 6.6. Gel elektroforeza .........................................................................................68 7. ZAKLJUĈAK......................................................................................................73 8. LITERATURA....................................................................................................75 1 1. UVOD Soja se gaji više od 4000 godina. Narodima dalekog istoka bila je glavni izvor proteina u ishrani. Vekovima je soja, kao gajena biljna vrsta bila poznata samo na prostorima dalekog istoka. Tek u XVIII veku soja je dospela u botaniĉke bašte Evrope i Amerike. Znaĉajnije gajenje soje kreće na poĉetku XX veka. Zbog nedovoljnog poznavanja agrotehnike i naĉina upotrebe tada se gajila samo u nekoliko zemalja. Danas su površine pod sojom u SAD oko 28 miliona hektara, u Brazilu oko 20 milona hektara i u Argentini oko 15 miliona hektara, što predstavlja i najveći areal gajenja. U Evropi se soja gaji na preko 2 miliona hektara. Rusija i Ukrajina su vodeće drţave u Evropi po površini na kojoj se gaji soja, uz najniţe prinose, oko 1 t/ha. Najviše proseĉne prinose u Evropi od preko 3 t/ha ima Italija. Slede Rumunija, Srbija, Hrvatska i Francuska sa takoĊe znaĉajnim površinama i prinosima. Površine pod sojom u Srbiji su niz godina u porastu, poslednjih godina se kreću preko 200 000 hektara, sa proseĉnim prinosom zrna preko 2 t/ha, (Miladinović i Hrustić 2008). Primarni gen centar porekla soje, kao biljne vrste, je severoistoĉna Kina gde se veoma dugo zadrţala pre nego što je poĉela da se širi preko centralne i juţne Kine do Korejskog poluostrva. U Japanu je poĉela da se gaji izmeĊu 200 g. p. n. e. i III veka n. e. Od poĉetka nove ere do XVI veka soja je introdukovana u Indoneziju, Filipine, Vijetnam, Tajland, Maleziju, Burmu, Nepal i severnu Indiju, koji se smatraju sekundarnim gen centrom porekla, (Hymowitz, 1988.). U svetu postoji preko 160 institucija u oko 70 zemalja sa više od 170 000 genotipova soje, prema podacima IPGRI iz 2001. Najveća kolekcija sa 26 000 genotipova nalazi se u Kini. Ostale velike kolekcije nalze se u SAD (16 000), Tajvanu (14 000), Ukrajini (7000), Rusiji (6000), Koreji (3600), Australiji (3100), Indiji (2500). U Brazilu se nalazi najveća juţnoameriĉka kolekcija soje sa 4000 genotipova. Najveće evropske kolekcije su u Nemaĉkoj sa 3000 i Francuskoj sa 1600 genotipova, (Vratarić i Sudarić, 2008). Zrno soje, kao i drugih leguminoza, osim korisnih sastojaka sadrţi i kompleks antihraljivih supstaci (Mikić i sar.2009). Najviše ispitivane nepoţeljne materije u zrnu soje su: tripsin inhibitori, hemaglutinin, saponin, goitrogeni faktori, alergeni, flatulenske supstance, lipoksidaza, ureaza. Supstace sa glavnim inhibitornim dejstvom su tripsin inhibitori (Bekrić i sar. 1983). Brojni autori smatraju da su glavni antinutritvni faktori 2 tripsin inhibitori i lektin (Becker-Ritt et al. 2004, Gu et al. 2010, Grant 1989). Ovi sastojci treba da budu u odgovarajućem stepenu eliminisani pre upotrebe u ishrani domaćih životinja a posebno ljudi. Zbog toga se zrno soje pre upotrebe preraĊuje nekim od postupaka koji ukljuĉuje termiĉku obradu. Gajene sorte soje pripadaju vrsti Glycine max (2n=40), prema prihvaćenoj botaniĉkoj klasifikaciji po Melcchioru (1964) i Gazzoni (1964), kako navode Vratarić i Sudaruć (2008): Podcarstvo: Cormobionta Odeljak: Spermatopyta Pododeljak: Angiospermae Razred: Dicotyledonae Podrazred: Archichlamydae Red: Rosales Podred: Leguminosinae Porodica: Leguninosae Podporodica: Papilonaceae, Fabaceae Pleme: Phaseoleae Podpleme: Phaseolinae, Glycininae Rod: Glycine L. Podrod: Glycine podrod Soja Vrsta: Glycine max (L.) Merrill Soja je samooplodna biljka, sa najviše 2,5% strane oplodnje koju obavljaju insekti u izuzetno povoljnim uslovima vlage i temperature (Ahrent i Cvinness, 1994). Sorte praktiĉno predstavljaju ĉiste linije ili reĊe smešu sliĉnih linija. Heterozis i imbirding depresija postoje, kao i kod drugih gajenih biljaka, ali nemaju praktiĉni znaĉaj (Burton i Browine, 2006). Postoji nekoliko podela faza razvića soje, ali je najšire prihvaćena podela po Fehru i Cavinessu iz 1977. Osnovno pravilo podele je odvojeno tretiranje vegetatvnog i reproduktivnog stadijuma razvića, s obzirom na to da reproduktivne faze poĉinju i odvijaju se dok vegetativne faze još nisu završene. Prve mahune se formiraju oko 14 3 dana posle pojave prvih cvetova. Za oko tri nedelje mahune i zrna dostiţu svoju veliĉinu. Seme je fiziološki zrelo posle 65-75 dana od oplodnje i sadrţi oko 55% vlage. Soja je biljna vrsta sa izraţenom fotoperiodskom reakcijom, mada postoje i fotoperiodski neutralne sorte. Po pravilu, kasnije grupe zrenja imaju izraţeniju fotoperiodsku reakciju. Prema duţini vegetacije sorte soje su svrstane u 13 grupa zrenja. Grupe zrenja se oznaĉavaju sa 000, 00, 0, I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX i X, po Hartwigu iz 1973, prema Miladinović i ĐorĊević (2008). Seme soje je razliĉitie veliĉine oblika i boje, što zavisi od genotipa a veliĉina i od naĉina gajenja. Masa 1000 zrna varira od 20 do 500 grama (od divljih do povrtarskih sorti), kod komercijalnih sorti se kreće od 150 do 200 grama. Oblik zrna varira od okruglog do spljoštenog. Zrno soje ĉini embrion obavijen semenskom opnom. Embrion se sastoji od dva kotiledona, plumule sa dva primarna listića koji zatvaraju primordijum prvog lista, epikotila, hipokotila i korenka. Semenska opna, omotaĉ, testa, je troslojna i ĉvrsto omotava embrion, klicu sa kotiledonima. Na mestu gde je zrno imalo kontakt sa mahunom, nalazi se hilum, pupak, kroz koji izlazi korenak. Soja pri klijanju iznosi kotiledone. Seme soje je sposobno za klijanje i nicanje kad dostigne jednu trećinu od punog nalivanja. Koren soje je vretenast sa velikim brojem boĉnih korenova. Dubina korena moţe biti do 180 cm ali se glavna masa nalazi do 30 cm. Koren soje raste dok raste i nadzemni deo biljke. Na korenu soje se u prisustvu odgovarajućih bakterija (Bradyrhizobium japonicum) formiraju kvrţice u kojima se, kao i kod drugih leguminoza uspostavlja simbioza sa bakterijama azotofiksatorima. Prema tipu rasta stabla soje razlikuje se indeterminantan, determinantan i semideterminantan tip. Stablo indeterminantnog tipa ne prestaje da raste sa poĉetkom cvetanja nego se cvetovi formiraju i otvaraju istovremeno sa rastom stabla na vrhu stabla se nalazi list. Kod determinantnog stabla cvetanje poĉinje kad je stablo dostiglo pribliţnu visinu i kada su svi nodusi formirani, traje kraće nego kod indeterminantnog tipa rasta, a stablo se završava cvetnom granĉicom. Po pravilu sorte determinantnog tipa rasta imaju manji broj nodusa na stablu i formiraju više boĉnih grana, (Bernard, 1972). Za regoine gde se gaje ranije grupe zrenja (do III) povoljnije su sorte indeterminantnog tipa rasta, (Kilgore-Norquest and Sneller, 2000), što vaţi i za uslove gajenja u našoj zemlji. Sve naše komercijalne sorte imaju stablo indeterminantnog tipa rasta. U toku 4 rasta stabla cvetanje se odvija sukcesivno od niţih nodusa ka vrhu, ova faza traje duţe nego kod genotipova determinantnog tipa rasta. Efekat ovakvog cvetanja je da je u sluĉaju pojave nepovoljnih perioda u toku cvetanja i formiranja mahuna ovakvim uslovima izloţen samo deo cvetova i seta formiranih mahuna. Optimalna visina stabla za komercijalne sorte je od 80 do 120 cm, sa visinom formiranja prve mahune na 4 do 16 cm. Sorte determinantnog tipa rasta imaju izraţenu otpornost prema poleganju u odnosu na indeterminabtne. Kod soje postoje tri tipa lista: kotiledoni, primarni listovi koji su jednostavni i sloţeni listovi (kod komercijalnih sorata najĉešće se sastoje iz tri liske, a moţe ih biti do sedam). Primarni listovi su naspramni a sloţeni su rasporeĊeni naizmeniĉno. U osnovi svake grane i peteljke svakog cveta nalazi se po par zalisaka. List soje moţe biti razliĉitog oblika, od ovalnog do kopljastog, širine 3-10 sm i duţine 4-20 cm. GraĊa cveta soje je tipiĉna za leguminoze. Sastoji se iz ĉašice, krunice, prašnika (9 sa sraslim filamentima i jedan odvojen) i tuĉka. Krunica moţe biti bele ili ljubiĉaste boje i sortna je osobina. Soja je samooplodna biljka kod koje se cvetovi oprašuju uglavnom pre otvaranja. Stranooplodnja se u našim uslovima keće do 1% i nema praktiĉni znaĉaj. Cvetovi su, kod sorti indeterminantnog tipa rasta, skupljeni u grozdaste cvasti sa najĉešće 3-5 cvetova i nalaze se u pazuhu listova i boĉnih grana. Plod soje je mahuna sa dva šava. Seme je povezano sa mahunom naizmeniĉno na stranama adaksijalnog šava. Mahuna sadrţi jedno do pet zrna, kod većine komercijalnih sorti proseĉno 2-3 zrna. Boja zrelih mahuna je sortna karakteristika i moţe biti od svetlo slamno zute do gotovo crne. Stablo, listovi i mahune soje su pokriveni maljama (postoje i genotipovi bez malja) koje mogu biti sive ili smeĊe boje, što kao i ostale morfološke osobine, predstavlja sortnu osobinu, (Miladinović i Hrustić, 2008). Glavne komponente prinosa zrna soje su: visina biljke, broj plodnih etaţa po biljci, broj mahuna po biljci, broj zrna po biljci, masa zrna po biljci, masa 1000 zrna, pri ĉemu broj mahuna, broj zrna i masa 1000 zrna imaju najveći uticaj (Šurlan-Momirović, 1987). Cilj programa oplemenjivanja gajenih biljnih vrsta, a takoĊe i soje, je stvaranje superiornih genotipova u odnosu na već postojeće sorte, pre svega po prinosu zrna a zatim po ostalim znaĉajnim osobinama za specifiĉne namene i uslove gajenja. Duţina vegetacije sorte mora biti odgovarajuća za region u kome se gaji. Poţeljno je da sorta bude otporna na poleganje i pucanje mahuna u toku sazrevanja. U zavisnosti od namene 5 i druge osobine soje kao što su: hemijski sastav zrna, boja semenskog omotaĉa i hiluma, kao i veliĉina zrna, takoĊe, mogu biti znaĉajne. U postupku odabiranja treba eliminsati genotipove soje koji su osetljivi prema ekonomski znaĉajnim patogenima i štetoĉinama (Johnson and Bernard, 1963). Oplemenjivaĉi koriste veliki broj metoda koje mogu biti na razliĉite naĉine modifikovane, ali poĉetak svake metode oplemenjivanja je izbor roditelja. Ovaj korak je od izuzetnog znaĉaja i moţe biti limitirajući faktor za ceo postupak. Kriterijumi za odabiranje roditelja zavise od cilja programa stvaranja novih sorti. Posle izbora roditelja obavlja se ukrštanje ili ukrštanja za formiranje segregirajućih populacija. Tek u ovoj fazi poĉinje primena odabrane metode selekcije, koja vodi ka dobijanju homozigotnog materijala-linija a kasnije, posle niza testiranja, sorti. 6 2. CILJ ISTRAŢIVANJA Cilj ove doktorske disertacije, kao i oplemenjivanja uopšte, je procena i identifikacija superiornih genotipova u segregirajućem materijalu i stvaranje novih sorti. Da bi sorte soje, standardnog kvaliteta zrna, mogle da budu priznate i gajene, njihov prinos zrna mora biti znaĉajno viši, ili bar na nivou standardne sorte odgovarajuće grupe zrenja, ako se radi o genotipu sa nekom specifiĉnom osobinom. Deo programa selekcije soje u Institutu za kukuruz „Zemun Polje“ se odnosi na stvaranje sorti bez prisustva Kunitz-tripsin inhibitora u zrelom zrnu. Pri planiranju ovog eksperimenta za ovu doktorsku disertaciju odabrana je jedna od metoda rekurentne selekcije, ukrštanja u punom srodstvu - odnosno sestrinska ukrštanja. Cilj oplemenjivanja soje bio je povećanje prinosa zrna, bez obzira na njegov hemijski sastav, i izdvajanje perspektivnih linija bez prisustva Kunitz-tripsin inhibitora u zrelom zrnu. Testiranje prinosa zrna perspektivnih linja se obavljeno je pod istim uslovima bez obzira na prisustvo Kunitz-tripsin inhibitora. Ne oĉekuje se da će linije sa ili bez Kunitz-tripsin inhibitora biti favorizovane, s obzirom da njegovo prisustvo nije u korelaciji sa prinosom zrna. Oĉekuje se izdvajanje perspektivnih linija, prvenstveno bez Kunitz tripsin inhibitora, ali i standardnog hemijskog sastava zrna, od kojih će posle odgovarajućih testiranja najbolje biti prijavljene za priznavanje kod Komisije za priznavanje sorti. Utvrdiće se povezanost prinosa i komponenti prinosa zrna izmeĊu potomstava tri odabrane sestrinske linije soje i potomstava njihovih ukrštanja. Informacije koje će se dobiti preko genetiĉko-statistiĉkih parametara mogu da doprinesu unapreĊenju programa oplemenjivanja. 7 3. PREGLED LITERATURE Prvi programi oplemenjivanja soje su poĉeli 1936. godine u USA sa introdukcijom soje iz Kine i Japana. Zbog velikog poleganja i osipanja, velike visine biljaka i niskih prinosa zrna, sve do 1940. godine soja je na ameriĉkom kontinentu gajena kao krmna biljka. Klasiĉnim metodama oplemenjivanja je za pribliţno 60 godina rešen problem poleganja i osipanja, znaĉajno poboljšan prinos (za 60%) i kvalitet zrna, kao i tolerantnost prema patogenima i insektima. Sa povećanjem prinosa došlo je do smanjenja sadrţaja proteina i povećanja sadrţaja ulja u zrnu, a sa skraćenjem duţine vegetacije i redukcije visine do smanjenja poleganja (Pathan i Sleper, 2008). Prve sorte soje odabrane iz segregirajućih populacija registrovane su u USA. Od 1970. godine u programima oplemenjivanja klasiĉnim metodama svega nekoliko genotipova predstavlja najviše korišćene roditelje, tako da koeficijent sliĉnosti, odreĊen preko rodoslova, sorti koje su registrovane do 2008. godine iznosi ĉak 0,89, a korelacija izmeĊu prinosa zrna i divergentnosti roditelja iznosi svega 0,29 (Mikel i sar. 2010). Klasiĉna (fenotipska) selekcija predstavlja odabiranje superiornih genotipova iz segregirajućih populacija. Poĉetak selekcije je stvaranje varijabilnosti za ţeljene osobine. Selekcija, od F2 do F6-7 generacije, najĉešće traje 8 – 10 godina (generacija), i završava se realizacijom nove sorte. Klasiĉne metode se uspešno koriste u savremenim oplemenijvaĉkim programima soje: - Pedigre metod je do sredine šezdesetih godina dvadesetog veka pedigre metod bio preovlaĊujući u selekciji soje. Pedigre metod podrazumeva odabiranje pojedinaĉnih biljaka u svim segregirajućim generacijama posle ukrštanja, sve dok se ne postigne odgovarajući stepen homozigotnosti. Pedigre metod daje odabiranja i odbacivanja linija u svakoj generaciji, povećavanje frekvencije poţeljnih potomstava u kasnijim generacijama sa većom uniformnošću. - Metod potomstva jednog zrna u suštini predstavlja modifikovan pedigre metod. Zbog smanjenog obima materijala je pogodan metod kod korišćenja zimske generacije, na taj naĉin mogu da se odgaje tri generacije godišnje i brţe se postiţe visok stepen homozigotnosti. - Metod ranog testiranja je efikasan za selekciju na povećan prinos ali zahteva puno prostora za poljske oglede. 8 - Metod povratnog ukrštanja najĉešće se koristi za unošenje gena koji determinšu neku od specifiĉnih osobina, tako što je jedan od roditelja donor, a drugi je rekurentni roditelj. Rekurentna selekcija je metod koji se vrlo uspešno koristi u oplemenjivanju stranooplodnih biljaka. Uglavnom se koristi u cilju poboljšanja kvantitativnih osobina a zapoĉinje stvaranjem poĉetne populacije koju je moguće formirati sa razliĉitim brojem roditelja. U sledećim ciklusima se obavljaju ukrštanja odabranih superiornih linija. Na ovaj naĉin se uspešno akumuliraju poţeljni geni u jednoj poulaciji. Za stvaranje komercijalnih sorti u bilo kojoj fazi moţe da se preĊe na odabiranje pojedinaĉnih biljaka kao i kod pedigre selekcije. (Wilcox, 1998a). - Rekurentna selekcija je kod soje korišćena u cilju povećanja varijabilnosti poĉetne populacije (Allipadrini i Vello, 2004) ili poboljšanja ţeljene osobine: veliĉine zrna (Tinius i sar. 1991), povećanja sadrţaja proteina u zrnu (Brim i Burton, 1997), povećanja ulja u zrnu (Burton i Brim, 1981, Feng i sar. 1991), poboljšanja kvaliteta sojinog ulja odnosno povećanja sadrţaja oleinske kiseline u zrnu (Burton i sar. 1983), poduţenje faze nalivanja zrna (Hanson, 1992) i povećanja prinosa zrna (Kenworthy i Brim, 1979). Zbog toga što se kod soje teško postiţe dovoljan broj ukrštanja potrebnih za pojedine cikluse rekurentne selekcije, nove sorte soje se preteţno stvaraju iz potomstava ukrštanja dva roditelja. Od celokupnog ameriĉkog sortimenta oko 10% sorti je stvoreno primenom povratnog ukrštanja, od ĉega polovina posle jednog povratnog ukrštanja (Mikel i sar. 2010). Metode rekurentne selekcije pri stvaranju brojnih sorti u ameriĉkim programima oplemenjivanja primenjene su uz korisćenje muške sterilnosti, pri ĉemu se ukrštanja obavljaju uz pomoć insekata (Werner i Wilcox, 1990, Hongjun i Wilcox, 1992) i muški fertilnih genotipova, gde je neophodno ukrštanja obaviti ruĉno (Bernard i sar. 1988). Bez obzira što muški sterilne biljke ometaju ocenu prinosa zrna, preporuĉuje se formiranje poĉetnih populacija sa muški sterilnim genotipovima i kasnije korišćenje muški sterilnih biljaka iz odabranih linija, za lakše obavljanje rekombinacija i postizanje dovoljnog broja ukrštanja u postupku rekurentne selekcije u cilju povećanja prinosa zrna soje (Burton i sar. 1990). Rekurentna selekcija se primenjuje i kod dugih gajenih biljnih vrsta, mnogo šire je korišćena u programima oplemenjivanja stranooplodnih biljaka kao što je kukuruz, gde je to takoĊe naĉin popravke razliĉitih odobina, kao što je otpornost prema insektima (Badu-Apraku, 2010). Zajedniĉka karakteristika svih metoda rekurentne selekcije je 9 odabiranje i rekombinovanje manjeg broja superiornih potomstava za naredni ciklus selekcije (Stojković i sar. 2008). Povezanost razliĉitih tipova potomstava moţe da se analizira primenom korelacije. Ivanović i sar. (1987) su pratili povezanost razliĉitih tipova potomstava dve populacije kukuruza uske i široke genetske osnove. Veza izmeĊu prinosa zrna razliĉitih tipova potomstava utvrĊena je preko koeficijenata proste korelacije i koeficijenata korelacije ranga. Primenom odgovarajućeg metoda selekcioneri pokušavaju da ostvare što veći genetiĉki progres u nekoj populaciji. U praktiĉnoj selekciji je od velikog znaĉaja procena oĉekivane genetiĉke dobiti od selekcije kao pokazatelja uspešnosti primenjenog selekcionog metoda i vrednosti ispitivane populacije. Veliĉina genetiĉke dobiti od selekcije zavisi od postojeće varijabilnosti populacije, visine heritabilnosti ispitivanih osobina, intenziteta selekcije i broja generacija potrebnih za jedan ciklus rekurentne selekcije (Eberhart, 1980). Genetiĉko unapreĊenje sorti soje sastoji se u unapreĊenju genetiĉke osnove morfoloških i fizioloških osobina, koja na direktan ili indirektan naĉin doprinose povećanju kapaciteta rodnosti sorte. Genetiĉka dobit od selekcije moţe da se koristi za uporeĊivanje vrednosti novih linja soje u odnosu na standardne sorte (Sudarić i sar.2001). Genetiĉka dobit se takoĊe primenjuje kod uporeĊivanja uspešnosti razliĉitih metoda selekcije (Miladinović i sar. 2011) a takodje i uporeĊivanja razliĉitih materijala u procesu selekcije (Stanković, 2002). Osim klasiĉnih, i u kombinaciji sa klasiĉnim metodama, savremeni programi oplemenivanja podrazumevaju i primenu biotehnoloških metoda, pre svega primenu genskih markera u oplemenjivanju soje. Prvi korišćeni markeri bili su morfološki markeri, lako uoĉljive morfološke osobine biljke, koje se lako prate kroz niz generacija, i sluţe za opis i identifikaciju materijala u gen bankama i karakterizaciju pri priznavanju novostvorenih sorti. Sa razvojem molekularne biologije omogućena je i primena molekularnih markera u genetici i oplemenjivanju biljaka. Molekularni markeri se mogu podeliti u dve grupe: proteinski markeri, koji sluţe za identifikaciju produkata gena – specifiĉnih proteina i DNK markeri - RFLP, RAPD, DAF, SSR, AFLP, SNP. (Vratarić i Sudarić, 2008). Proteinski markeri se koriste za identifikaciju prisustva specifiĉnih proteina u zrnu soje (Chung, 2011), mogu zajedno sa morfološkim markerima da budu 10 pokazatelj sliĉnosti i diverziteta izmeĊu genotipova (Salimi, 2013) što je od znaĉaja pri izboru poĉetnog materijala za proces selekcije. Prinos je od velikog znaĉaja za sve gajene biljne vrste, pa je i prinos zrna kod soje od velikog znaĉaja. Prinos i komponente prinosa zrna soje su kvantitativne osobine a njihova ekspresija je pod velikim uticajem uslova spoljne sredine (Paul i sar. 2003). Smatra se da su broj mahuna, broj zrna i masa 1000 zrna najvaţnije komponente prinosa zrna soje (Padney i Torrie, 1973) ukljuĉujući i broj mahuna i broj zrna po jedinici površine (De Burin i Pedersen, 2009). Prinos zrna po biljci i broj zrna po biljci predstavljaju efikasan kriterijum za selekciju soje na povećan prinos zrna (Sudarić i sar 2002). Soja se gaji i zbog izuzetno kvalitetnog sastava zrna i njegove upotrebne vrednosti. Vrednost soje proizilazi iz sastava i kvaliteta njenog zrna. Zrno soje se koristi za ishranu ljudi i ţivotinja a takoĊe za industrijsku preradu za razne namene. Najveće koliĉine proizvedenog zrna soje u svetu se koriste za ishranu domaćih ţivotinja. Kako svetska populacija broji preko šest milijardi ljudi, a procenjue se da će za 25 godina biti preko devet milijardi, soja već danas predstavlja i znaĉajnu komponentu u ishrani ljudi. Zbog kvaliteta belanĉevina soja moţe biti zamena za meso, više nego bilo koja druga gajena biljka. Poslednjih deset godina se razvija industrijska prerada zrna soje za ljudsku ishranu. Preradom zrna soje dobija se ulje i razni proizvodi sa 38-95% proteina koji se koriste u ishrani domaćih ţivotinja (saĉme, pogaĉe, griz), za ishranu ljudi, (brašno, teksturirani belanĉevinasti koncentrati), kao sirovina u prehrambenoj, hemijskoj i farmaceutskoj industriji, (Vratarić i Sudaruć, 2008). Prerada soje poĉinje tek u dvadesetom veku. Sa poĉetkom industrijske prerade poĉinje i intenzivniji rad na prouĉavanju hemijskog sastava zrna soje. Zrno soje sadrţi 35-50% proteina, 18-24% ulja, u zavisnosti od genotipa i uslova gajenja. Komercijalne sorte sarţe oko 40% proteina, 20-22% ulja, 34% ugljenih hidrata i oko 5% minerala (N, P, S, Ca, Fe, Mg, Na, a takoĊe i vitamine A, B kompleks, D, e i K). Proteini soje su bogati esencijalnim aminokiselinama, posebno lizinom i metiononom. Belanĉevine soje su sliĉne belanĉevinama animalnog porekla, što im daje visoku biološku vrednost. Zastupljene aminokiseline su: lizin (6-7%), histidin (3%), arginin (12-13%), treonin (4- 5%), metiononin, fenilalanin (5%), triptofan (2%), serin (5-6%), valin (4-5%), metionin (1%), cistin (1%), izoleucin (5%) i druge. U sojinom ulju se nalaze masne kiseline: 11 palmitinska (11%), stearinska (4%), oleinska (23%), linoleinska (7-8%), palmitooleinska, miristinska i behininska po 0,1% i arahidonska (0,3%). Danas je soja vodeća uljana i proteinska gajena biljka. Soja u svetskoj proizvodnji ulja uĉestvuje sa 56% (Wilson, 2008). Proteinski izolati i koncentati dobijeni iz zrna soje su komercijalizovani još 1959. godine. Kvalitet sojinih proteina sa aspekta nutritivne i tehnološke vrednosti zavisi ne samo od sastava već i strukture proteinskih kompleksa (Tezuka i sar. 2000, Riblett i sar. 2001). Osim korisnih proteina zrno soje, kao i drugih leguminoza, sadrţi i jedinjenja proteinske prirode koja spadaju u antihranljivi kompleks. Veoma bitni sastojci škodljivih supstanci u zrnu soje su tripsin inhibitori. Izolovana su dva tripsin inhibitora (Kunitz i Bowman-Birk tripsin inhibitor), koji blokiraju proteolitiĉke fermente tripsin i himotripsin i ometaju normalnu razgradnju molekula korisnih proteina u sistemu za varenje monogastriĉnih organizama. Ukupan sadrţaj oba tripsin inhibitora u zrelom zrnu soje ĉini oko 6% ukupnih proteina (Laskowski i Kato 1980, prema Kim i sar, 2010). Molekul Bowman-Birk tripsin inhibitora se sastoji od jednostukog polipeptidnog lanca koji sadrţi 71 aminokiselinski ostatak, sa sedam disulfidnih veza, koje doprinose njegovoj termostabilnosti. Kunitz tripsin inhibitor se sastoji od polipeptidnog laca formiranog od 181 amino kiseline sa dve disulfidne veze, mase 20 kD, više nego dvostuko veće u odnosu na drugi tripsin inhibitor (Wolf, 1977, Song i sar. 1993). Tripsin ihnhibitori u zrnu soje imaju razliĉito dejstvo u organizmu nepreţivara: Kunitz tripsin inhibitor mnogo jaĉe deluje na blokiranje tripsina a manje himotripsina, dok Bowmwn-Birk tripsin inhibitor podjednako ometa funkcionisanje oba proteolitiĉka enzima (DiPietro i Liener 1989). Prouĉena je i sekundarna i tercijerna struktura Kunitz tripsin inhibitora. Samo oko 12 od ukupnog broja amino kiselinskih ostataka se vezuje za proteolitiĉke enzime, fomirajući stabilan kompleks dve globularne strukture veliĉine oko 35 Å. (Wolf, 1977). Kunitz tripsin inhibitor je izolovan iz zrna soje u obliku kristalizovane supstance 1945 i dobio naziv po istraţivaĉu koji je prvi obavio postupak kristalizacije. Identifikovan je kao protein globulinskog tipa, rastvorljiv u razblaţenom kiselom, alkalnom ili slanom rastvoru (Kunitz, 1945). 12 Prisustvo Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu soje (Glycine max) je determinisano kodominantnim alelima multiplog alelnog sistema (u jednom lokusu). Postoji tri gena odgovorna za sintezu Kuniz tripsin inhibitora i od njihovog prisustva zavisi koji će tip Kunitz tripsin inhibitora biti prisutan. Oznaĉeni su kao Tia, Tib, i Tic (sa Rf vrednostima 0.79, 0.75 i 0.83), meĊusobno su kodominantni i dominantni u odnosu na ĉetvrti gen oznaĉen kao ti. Odsustvo Kunitz tripsin inhibitora je ekspresija homozigotne recesivne konstitucije (Orf i Hymowitz 1979). Kunitz tripsin inhibitor spada u proteine semena soje i predstavlja, kao i drugi proteini, specifiĉni produkt gena. Razliĉiti aleli determinišu razliĉitu strukturu aminokiselina i veliĉine molekula. Ove razlike se lako detektuju korišćenjem gel elektroforeze, kojom se identifikuje prisustvo ili odsustvo proteinske trake na odgovarajućem mestu na elektroforegramu (Sudarić i sar. 2011). Elektroforegram predstavlja proizvod elektroforeze. Elektroforeza je stara ali moćna metoda koja se primenjuje u raznim oblastima. Elektroforeza je elektrokinetiĉka pojava koja podrazumeva kretanje naelektrisanih ĉestica pod uticajem homogenog elektriĉnog polja kroz rastvor slabog elektrolita. Prilikom ovog procesa ne dolazi do hemijskih promena, tako da je davno otkriveno da to pogodna metoda za razdvajanje i identifikaciju proteina. Za ovaj postupak je Anre Tisellius dobio Nobelovu nagradu 1948 godine. Za razliĉite primene razvijeni su razliĉiti postupci elektroforeze a gel elektroforeza je jedan od njih (Trenkovski i sar. 2006). Identifikacija prisustva i sadrţaja Kunitz tripsin inhibitora moţe da se obavlja u bilo kojoj fazi postupka selekcije, koristi se zrno pojedinaĉnih biljaka ili kao smeša – grupni uzorak, ako se radi o perspektivnim linijama u kasnijim generacijama samooplodnje ili kontroli kod gotovih sorti. Postupak moţe da obavlja na dva naĉina. Gel elektroforeza je kvalitativna metoda, pri ĉemu je dovoljan deo kotiledona sa pojedinaĉnog zrna koji se uzima sa suprotne strane u odnosu na hilium tako da zrno moţe da se koristi za setvu (Kollipara i sar. 1991). Kvantitativna metoda je utvrĊivanje ukupnog sadrţaja tripsin inhibitora (Hamerstand i sar., 1981), pri ĉemu uzorci bez Kunitz tripsin inhibitora pokazuju pribliţno dvostruko niţe vrednosti ukupnog sadrţaja tripsin inhibitora (mg/g) u odnosu na one koji ga sadrţe. Kunitz-tripsin inhibitor se smatra supstancom sa najjaĉim inhibirajućim delovanjem u zrelom zrnu soje (Liener 1994). Blokiranjem funkcije proteolitiĉkih fermenata pouzrokuje hiperfunkciju a kasnije i hipertrofiju pankreasa monogastriĉnih 13 organizama. Ovakve promene se odvijaju u probavnom sistemu domaćih ţivotinja nepreţivara kao što su svinje i ţivina. Vidljive posledice su zaostajanje u rastu i razviću, što je izraţenije kod mlaĊih organizama. Eliminacija Kunitz tripsin inhibitora omogućava upotrebu sirovog zrna soje u ishrani odraslih ţivotinja nepreţivara. Da bi sirovo zrno soje moglo da se koristi u ishrani mladih domaćih ţivotinja nepreţivara potrebno je da, osim Kunitz tripsin inhibitora, bude osloboĊeno i lektina (Palacos 2004). Kunitz tripsin inhibitor ima svoju funkciju u zrnu soje. Prema prvim istraţivanjima smatra se da uĉestvuje u regulisanju transporta rezervnih proteina, inhibiciji endogenih proteaza u semenu i inhibira digestivne enzime insekata i biljojeda (Wilson, 1981). Njegovo glavno dejstvo je zaštita od insekata. Gen za Kunitz tripsin inhibitor je izolovan i unet u genom duvana (Nandi i sar. 1999), pirinĉa i pamuka (Yue-Feng i sar. 1998), bele deteline (Mc Manus i sar. 2005) i drugih biljnih vrsta u cilju postizanja rezistentnosti na insekte koji se hrane listom. Nema objavljenih podataka o posebnoj osetljivosti na insekte zrna soje bez Kunitz tripsin inhibtora. Pored svega toga Hymowitz (1986) tvrdi da Kunitz tripsin inhibitor nema agronomski znaĉaj u soji. UtvrĊena je znaĉajna inerakcija genotip x spoljna sredina (lokacija i Ċubrenje) za ukupnu aktivnost tripsin inhibitora u zrnu soje, koja je specifiĉna kako za genotipove standardnog kvaliteta zrna, tako i za one bez Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu (Kumar i sar. 2003, Vollmann i sar. 2003). Inaktivacija tripsin inhibitora u brašnu soje se u postupcima industrijske prerade obavlja dvofazno. To se uglavnom objašnjava razlikom u termostabilnosti Kunitz tripsin inhibitora i Bowman-Birk inhibitora. Sve do osamdesetih godina smatralo se da je Bowman-Birk inhibitor termostabilniji (Birk 1961, Rackis 1966, Obara i Watanabe 1971). Kasnije su objavljeni rezultati koji pokazuju da je termostabilnost oba tripsin inhibitora pribliţna (DiPietro i Liener 1989). Van den Hout i sar. (1998) su došli do zakljuĉka da se oba tripsin inhibitora istovremeno inaktiviraju u toku prve faze termiĉke obrade i da se pri tome Bowman-Birk inhibitor potpuno inaktivira, bez obzira što se u ranijim istraţivanjima brojni autori slaţu da je termostabilniji. U drugoj fazi se inaktivira ostatak aktivnosti Kunitz tripsin inhibitora, koja se zadrţava zahvaljujući postojanju disulfidnih veza. Ovo ide u prilog ekonomiĉnijoj preradi zrna soje bez Kunitz tripsin inhibitora, koja bi mogla da se obavlja jednofazno uz manji utrošak vremena i energije. Bez obzira što je tremiĉka obrada sirovog zrna soje i dalje 14 najefikasniji naĉin inaktiviranja tripsin inhibitora konstatovano je da se u gotovim proizvodima zadrţava 10-20% od njegove poĉetne aktivnosti (Carvalho i sar. 1998). Prekomerno zagrevanje, naroĉito ako temperatura nije kontrolisama, smanjuje hranljivu vrednost proizvoda od zrna soje. Ovom prilikom se, osim tripsin inhibitora, denaturišu i korisni proteini razaranjem esencijelnih amino kiselina kao što su cistein, metionin i lizin što dovodi do pogoršanja funkcionalnih osobina proteina soje. Da bi se izbegla termiĉka obrada razvijaju se i metode hemijske inaktivacije tripsin inhibitora (Sessa i Nelsen, 1991). Friedman (1991) i saradnici su prouĉavali kvalitet sojinog brašna dobijenog od zrna standardne sorte Williams 82 i izolinije ove sorte L 81-4590 bez Kunitz tripsin inhibitora u ishrani domaćih ţivotinja nepreţivara (sisara i ţivine). Sirovo brašno izolinije bez Kunitz tripsin inhibitora je bilo superiorno u odnosu na brašno standardne sortu. TakoĊe su utvrdili da se pri standardnoj industrijskoj preradi zrna soje, koja ukljuĉuje i tremiĉku obradu, u krajnjem proizvodu se zadrţava 5-20% od poĉetne tripsin inhibitorne aktivnosti. Brašno soje bez Kunitz tripsin inhibitora je posle duplo kraće termiĉke obrade u odnosu na brašno standardnog sastava moglo da se koristi za ishranu eksperimentalnih ţivotinja bez posledica (hipertrofije pankreasa). Isti autori su konstatovali da je izolinija bez Kunitz tripsin inhibitora saĉuvala normalnu distribuciju amino kiselina u zrnu, u odnosu na sortu koja ga sadrţi. Moguće je potpuno eliminisati tripsin inhibitornu aktivnost, ali pri tome dolazi do smanjenja hranljive vrednosti drugih proteina. Pri temperaturnim tretmanima dolazi do denaturacije tripsin inhibitora ali i do smanjenja rastvorljivosti korisnih proteina i nemogućnosti njihovog usvajanja u organizmu domaćih ţivotinja (Jajić i sar. 2006). U eksperimentima na pacovima, dobijen je bolji kvalitet svarljivosti sojinog brašna dobijenog od zrna bez Kunitz tripsin inhibitora u odnosu na zrno standardnog hemijskog sastava. Sastav amino kiselina u proteniskom kompleksu u zrelom zrnu soje ne pokazuje veliku razliku u odnosu na zrno standardnih genotipova. Prema rezultatima koje su objavili Monteiro i sar. (2004) pri determinaciji sastava amino kiselina, konstatovan je smanjen sadrţaj lizina kod genotipova bez Kunitz tripsin inhibitora, a ne metionina, kao što se nalazi u ranijim literaturnim izvorima (Ho Kim i sar. 1985). Ukupan sadrţaj proteina u zrnu sorti bez Kunitz tripsin inhibitora u odnosu na sorte standardnog kvaliteta zrna je pribliţan (Srebrić i sar. 2010). Prisustvo i odustvo Kunitz tripsin inhibitora ne utiĉe na prinos zrna soje (Ţilić i sar. 1998). 15 4. RADNA HIPOTEZA Sortiment soje koji se gaji u svetu i najĉešće koristi kao poĉetni materijal u programima oplemenjivanja ima usku genetiĉku osnovu u odnosu na druge gajene biljne vrste. Soja je samooplodna biljna vrsta, tako da heterozis i ako postoji, nije od posebnog znaĉaja u procesu odabiranja i stvaranja novih sorti. U ovoj doktorskoj disertaciji se pošlo od pretpostavke da će se primenom metode ukrštanja u punom srodsvu smanjiti varijabilnost ali i da će se povećati frekvencije poţeljnih alela, za prinos zrna, a samim tim i izdvojiti superiorni genotipovi u potomstvu. Naša ranija istraţivanja su pokazala da prisustvo Kunitz-tripsin inhibitora nije u korelaciji sa prinosom zrna. Ne oĉekuje se da selekcija u punom srodstvu, u cilju povećanja prinosa zrna, eliminiše genotipove bez Kunitz-tripsin inhibitora u zrelom zrnu u segregirajućim generacijama. Oĉekuje se izdvajanje superiornih genotipova u potomstvu dobijenom iz ukrštanaja u punom srodstvu, standardnog kvaliteta zrna i bez Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu. 16 5. MATERIJAL I METOD RADA 5.1. Ogledni materijal Program stvaranja novih sorti poĉinje formiranjem segregirajućeg materijala za odabiranje u narednim generacijama. Prvi korak svakog selekcionog programa soje je ukrštanje odabranih roditelja. Izbor roditelja je od presudnog znaĉaja za uspeh programa oplemenjivanja. Kriterijumi za odabiranje roditelja zavise od cilja selekcije. Kad god je moguće odabiraju se roditelji sa što manje nepoţeljnih osobina. Materijal korišćen u ovom radu je formiran ukrštanjem dve sorte, kao inicijalnih roditelja, u cilju stvaranja visokoprinosnih linija. U ovoj kombinaciji ukrštanja majka je bila ameriĉka sorta Kunitz, izolinija sorte Williams 82, prva registrovana sorta soje bez Kunitz-tripsin inhibitora u zrelom zrnu (Bernard et al. 1991). Sorta pripada III grupi zrenja, što ne odgovara uslovima gajenja u našoj zemlji, posebno u regionima sa niţom godišnjom sumom aktivnih temperatura. Otac je bila sorta Kador, standardnog kvaliteta zrna, selekcionisana u francuskoj semenskoj kompaniji Semundo, II grupe zrenja, koja se u prethodnim testiranjima u našim uslovima pokazala kao visokoprinosna. Oba roditelja pripadaju sortama indeterminantnog tipa rasta stabla, koje su pogodnije za naše uslove gajenja. Tip rasta stabla je sortna osobina koja doprinosi reakciji prinosa zrna u specifiĉnim uslovima gajenja (Bernard 1972, Quattara and Weaver, 1994). Sorte determinantnog tipa rasta stabla imaju prednosti pri ranoj setvi u uslovima navodnjavanja u povoljnim uslovima u juţnim regionima gajenja (Kilgore-Norquest et al. 2000), kojima naša zemlja ne pripada. OploĊenje se kod soje obavlja pre otvaranja cveta, pri ĉemu je tuĉak spreman za oplodnju pre otvaranja prašnika. Oba roditelja u ovoj kombinaciji su muški fertilni genotipovi. Zbog toga je ukrštanje obavljeno ruĉno, uz uklanjanje neotvorenih prašnika iz cvetova sorte koja je korišćena kao majka. Uspešnost ukrštanja ne zavisi samo od spretnosti osobe koja obavlja postupak, već u velikom stepenu od spoljnih uslova, prvenstveno temperature, vlage zemljišta i vlaţnosti vazduha. Zbog dimenzija i specifiĉnosti graĊe cveta ukrštanje soje je delikatan posao koji zahteva preciznost i strpljenje. U godini ukrštanja ne postoji naĉin da se sa sigurnošću tvrdi da je uspešno 17 obavljeno, tako da je kontrola uspešnosti ukrštanja, koja je obavezni sastavni deo postupka obavljena na potencijalnim F1 biljkama. Potomstva odabranih linija soje i nihovih ukrštanja koja su testirana u ovom radu formirana su na sledeći naĉin: 18 Svaki korak u formiranju potomstava ukrštanja u punom srodstvu koja su testirana u ovom radu predstavlja jednu generaciju. Za svaku generaciju bila je potrebna jedna godina, što znaĉi da je za pripremu materijala za postavljanje poljskog eksperimenta, ukljuĉujući i testiranje odabranih F3 linija, bilo potrebno 7 godina. UtvrĊeno je da niz osobina soje koje zavise od malog broja gena mogu biti potencijalni markeri za kontrolu obavljenih ukrštanja (Johnson and Bernard 1963). Kao marker se obiĉno koristi neka od lako uoĉljivih morfoloških osobina, najĉešće boja cveta, boja malja, boja hiluma i sl. Kao majka se koristi genotip sa recesivnom, a kao otac genotip sa istom osobinom u dominantnoj formi. U ovom sluĉaju to je bila boja cveta: majka je bila sorta Kunitz sa belim, a otac sorta Kador sa ljubiĉastim cvetom. Posejano je svo seme iz mahuna koje su se razvile iz cvetova na kojima je obavljeno ukrštanje. Iz ovog semena su odgajene potencijalne F1 biljke. U fazi cvetanja obavljena je kontrola uspešnosti ukrštanja. Eliminsane su sve biljke sa belim cvetom-recesivnom osobinom, što je pouzdan pokazatelj da ukrštanje njie uspelo. Biljke sa ljubiĉastim cvetom su odgajene za dobijanje semena od kog je formirana segregirajuća F2 populacija. Iz F2 populacije su izdvojene sve individualne biljke koje po duţini vegetacije nisu prevazilazle ranijeg roditelja (sortu Kador). Odabrano je 48 individualnih F2 biljaka, sa dovoljnom koliĉinom semena za dalji postupak, bez obzira na prisustvo Kunitz-tripsin inhibitora. Ukupna koliĉina semena svake pojedinaĉne F2 biljke je podeljena na dva dela. Prvi deo je upotrebljen za postavljanje ogleda za testiranje prinosa zrna u koje su bile ukljuĉene i roditeljske sorte, a drugi deo je ostavljen kao rezerva. Postavljen je jednogodišnji ogled po RCB dizajnu na dve lokacije (Zemun Polje i InĊija), u dva ponavljanja sa elementarnom parcelom 1,5m 2 (dva reda 3m duţine). Za odreĊivanje prinosa zrna po biljci uzeti su uzorci od po 30 kompetentnih biljaka po ponavljanju. Odabrane su tri linije sa najboljim rangom prinosa zrna po biljci, koje su bile oznaĉene kao L6 (rang 2), L30 (rang 3) i L38 (rang 1). Odabrane linije su bile roditelji ukrštanja u punom srodstvu. U tri kombinacije ukrštanja svaka linija je po jednom uĉestvovala kao majka i po jednom kao otac: L30 x L38, L38 x L6 i L6 x L30. Ukrštanja su obavljena na F3 biljkama poreklom iz rezerve semena. Kao markeri za identifikaciju uspešno obavljenog ukrštanja korišćene su dve osobine: boja cveta i boja malja. L30 i L38 su imale ljubiĉaste i bele cvetove i sive i 19 ţute malje, a L6 bele cvetove i ţute malje. Polen za komponentu oca je uziman sa sluĉajno odabranih biljaka iz odgovarajuće linije, uzimajući u obzir da osobine koje su korišćene kao marker budu u fenotipski dominantnoj formi (biljke sa ljubiĉastim cvetom i/ili ţutim maljama) kod L30 i L38. Ukrštanja su obavljena na biljkama iz linjie majke sa obe osobine u recesivnoj formi (beli cvetovi i/ili sive malje) kod linija L30 i L38. Majĉinske biljke je bilo lako identifikovati posle sazrevanja, na njima su obavljena ukrštanja a mahune sa potencijalno hibridnim semenom su bile obeleţene. Posle uzimanja obeleţenih mahuna koje su se formirale posle obavljenih ukrštanja, samooploĊeno seme sa svih majĉinskih biljaka je saĉuvano dok se ne utvrdi uspešnost ukrštanja. Odgajene su biljke poreklom iz sestrinskih ukrštanja (FS) i eliminisane sve individue kod kojih nije došlo do ekspresije dominantne osobine komponente oca. Biljke kod kojih su uspešno obavljena sestrinska ukrštanja (FSF1) su odgajene do sazrevanja. U kombinaciji L30 x L38 bilo je 20 FSF1 biljaka; u kombinaciji L38 x L6 bilo je 10 FSF1 biljaka i u kombinaciji L6 x L30 15 FSF1 biljaka. U narednoj sezoni je umnoţeno njihovo seme i saĉuvano samooploĊeno seme sa majĉinskih biljaka. Na taj naĉin je obezbedjena dovoljna koliĉina semena za poljski eksperiment i postignut isti stepen homozigotnosti od 87,5 % kod potomstava majki (F3:4) i potomstava sestrinskih ukrštanja (FSF1:2). Prema Falconer-u (1960), pri ukrštanju sestrinskih linija u sledećoj generaciji ne menja se stepen homozigotnosti, tako je raspored homozigotnosti po generacijama da po genercijama sledeći: generacija Stepen homozigotnosti F1, 0% F2, 50% F3, FSF1 75% F4, FSF2 87.5% 5.2. Postavka ogleda Poljski eksperiment je postavljen po potpuno sluĉajnom blok (RCB) dizajnu, sa tri ponavljanja, na dve već pomenute lokacije u trajanju od dve godine (2006 i 2007). Elementarna parcela se sastojala iz dva reda pet metara duţine sa meĊurednim rastojanjem od 0,5 m i rastojanjem biljaka u redu oko 4 cm što daje gustinu useva od 20 pribliţno 400.000 biljaka ha-1. Postavljena su tri ogleda, za svaku kombinaciju posebno. U svaki ogled su bila ukljuĉena potomstva majki, potomsva sestrinskih ukrštanja i inicijalni roditelji - sorte Kunitz i Kador. U svakom ogledu meren je prinos zrna po biljci testiranih genotipova. Osim samog prinosa zrna praćene su i sledeće komponente prinosa: visina glavnog stabla, visina najniţe formirane mahune, broj nodusa na glavnom stablu, broj mahuna po biljci, broj zrna po biljci i masa 1000 zrna. Sva merenja su obavljena na po 40 biljaka iz punog sklopa po ponavljanju, što ukupno ĉini 46080 individualnih biljaka. 5.3. Statistiĉka obrada podataka Dobijeni podaci su, za svaki ogled posebno i za svaki tip potomstva, obraĊeni analizom varijanse trofoaktorijalnog ogleda sa podeljenim potparcelama prema Hadţivukoviću (1991), koji se koristi kod ogleda sa tri faktora. Ovakva analiza je omogućila da se razdvoje efekti spoljne sredine od efekta genotipa i da se efekti spoljne sredine rastave na uticaj godine i uticaj lokacije. Obrada podataka je je obavljena u MSTAT programu Experiment model 13 (MSTAT Development Team, 1989), koji podrazumeva potpuno sluĉajan blok (RCB) dizajn za faktor A - sa faktorom B i faktorom C kao split plot sa tri pogreške. Za razliku od ostalih planova, plan podeljenih parcela daje ocenu prouĉavanih tretmana sa razliĉitom preciznošću. Svaki faktor ima svoju pogrešku. Najveću grešku ima prvi faktor (podela). Pri svakoj sledećoj podeli u obraĉunu se dobija veći broj jedinica dok se pogreška smanjuje. Ovo daje mogućnost da se faktor od najvećeg znaĉaja postavi na poslednju deobu i time obezbedi najveća preciznost. Znaĉajne razlike tretmana na poslednjoj podeli (faktor C) mogu biti relativno male zbog male pogreške. Za brojnija potomstva majki i njihovih ukrštanja sa sestrinskom linijom (kombinacije L30 x L38 i L6 x L30) izraĉunati su najĉešće korišćeni genetiĉko-statistiĉki pokazatelji: komponente varijanse, koeficijenti varijacije i heritabilnosti u širem smislu. Izraĉunate i korelacije izmeĊu potomstava majki i potomstava sestrinskih ukrštanja za sve prouĉavane osobine, kao genetiĉka dobit za obe kategorije potomstava. Navedeni genetiĉko-biometrijski pokazatelji korišćeni u ovom radu, izraĉunati su prema odgovarajućoj proceduri: 21 Srednja vrednost: je izraĉunata kao prosek (aritmetiĉka sredina) od ĉetrdeset biljaka po ponavljanju za prinos zrna po biljci, visinu stabla, visinu najniţe mahune, broj nodusa, broj mahuna i broj zrna. Srednja vrednost za masu 1000 zrna predstavljaj prosek od ĉetiri uzorka sa svake elementarne parcele. i=1.2...n Osnova primenjenog modela analize varijanse prema Hadţivukoviću (1991) ĉiji se opšti model moţe prikazati na sledeći naĉin: Gde su: pi - uticaj bloka (ponavljanja) j, k, l – dejstva tretmana ()jk, ()jl, ()kl, ()jkl – uticaji interakcija Ovaj model analize varijanse sastoji se iz tri dela. Korektivni faktor je jedan i izraĉunava se na sledeći naĉin: Sume kvadrata za prvi deo analize varijanse se izraĉunavaju na sledeći naĉin: Suma kvadrata blokova (ponavljanja): 22 Suma kvadrata totala glavnih parcela G (blokovi-ponavljanja i faktor A): Suma kvadrata efekta A: Suma kvadrata pogreške (a): Sume kvadrata za drugi deo analize varijanse se izraĉunava prema sledećim jednaĉinama: Suma kvadrata totala potparcela P (faktor B i interakcija AB) : Suma kvadrata efekta B: Suma kvadrata inerakcije AB+SSA+SSB: 23 Suma kvadrata interakcije AB: Suma kvadrata pogreške (b): Sume kvadrata za treći deo analize varijanse koji se odnosi na faktor za koji je potrebna najveća peciznost i njegove iterakcije izraĉunavaju se primenom sledećeg postupka: Suma kvadrata efekta C: Suma kvadrata interakcije AC+SSA+SSC: Suma kvadrata interakcije AC: Suma kvadrata interakcije BC+SSB+SSC: 24 Suma kvadrata intreakcije BC: Suma kvadrata interakcije ABC+SSAB+SSAC+SSBC+SSA+SSB+SSC: Suma kvadrata interakcije ABC: Suma kvadrata totala: Suma kvadrata pogreške (c): Oĉekivane sredine kvadrata za opšti sluĉaj primenjenog modela analize varijanse, po Hadţivukoviću (1991) prikazane su u tabeli 1. 25 Tabela 1. Šema analize varijanse Izvori variranja Stepeni slobode df Oĉekivana MS Glavne parcele Blokovi (Ponavljanja) (r-1) A (a-1) Pogreška (a) (r-1)(a-1) Potparcele B (b-1) AB (a-1)(b-1) Pogreška (b) a(r-1)(b-1) Podeljene parcele C (c-1) AC (a-1)(c-1) BC (b-1)(c-1) ABC (a-1)(b-1)(c-1) Pogreška (c) ab(r-1)(c-1) Komponente varijanse su izraĉunate iz trećeg dela analize varijanse. Da bi to bilo moguće, primenjeno je proširenje ovog modela analize varijanse, koje je razradio Nyquist, 1991. U tabeli 2 su oĉekivane sredine kvadrata trećeg dela primenjenog modela analize varijanse, gde je: faktor A godina (y), faktot B lokacija (l) i faktor C genotip (g). 26 Tabela 2. Oĉekivane sredine kvadrata iz trećeg dela analize varijanse (Nyquist, 1991) Izvori variranja df MS Oĉekivana MS C (g) (genotip) (g-1) MSg + r + lr + ry + ryl AC (y/g) godina/genotip (y-1)(g-1) MSgy + r + lr BC (l/g) lokacija/genotip (l-1)(g-1) MSgl + r + yr ABC (y/l/g) godina/lokacija/genotip (y-1)(l-1)(g-1) MSgyl + r Pogreška (e) yl(r-1)(g-1) MSe Za brojnija potomstva ukrštanja u punom srodstvu izraĉunate su genetiĉke i fenotipske varijanse, heritabilnost u širem smislu i genetiĉki i fenotipski koeficijenti varijacije prinos zrna po biljci i ostalih sedam izabranih osobina koje utiĉu na prinos kao i genetska dobit od selekcije. Kao brojnija potomstava izabrana su potomstva sestrinskih linija soje korišćenih kao majke i njihovih ukrštanja u punom srodstvu iz dve kombinacije i to L30 x L38 (sa po 20 potomstava majki i nijhovih sestrinskih ukrštanja) i L6 x L30 (sa po 15 potomstava majki i odgovarajućih ukrštanja u punom srodstvu). Genetiĉka varijansa je izraĉunata na sledeći naĉin: gde je: - sredina kvadrata genotipa iz analize varijanse - sredina kvadrata interakcije genotip/godina iz analize varijanse - sredina kvadrata interakcije genotip/lokacija iz analize varijanse - sredina kvadrata interakcije genotip/godina/lokacija iz analize varijanse r – broj ponavljanja y – broj godina l – broj lokacija 27 Varijanse interakcije su izraĉunate prema postupku: gde je: - sredina kvadrata greške Sredina kvadrata greške predstavlja varijansu greške: Fenotipska varijansa zavisi od genetiĉke varijanse i iterakcije genotipa sa drugim faktorima: gde je: - genetiĉka varijansa Za sve dobijene negativne vrednosti komponenti varijanse uzeta je vrednost 0 za izraĉunavanje drugih biometriĉkih pokazatelja (Hanson i sar. 1956, prema Borojević, 1981). Koeficijenti genetiĉke (g) i fenotipske (ph) varijacije - izraţavaju se u % ; 28 Standardna greška genetiĉke varijanse je izraĉunata prema Lothorp i sar. 1985: gde df predstavlja stepen slobode Heritabilnost u širem smislu, za prouĉavane osobine soje, dobijena je iz odnosa genetiĉke i fenotipske varijanse (Dudley i Moll, 1969). = Izraĉunate vrednosti za heritabilnost u širem smislu mogu se smatrati pouzdanim ako su bar dvostruko veće od standardne greške heritabilnosti (Hanson, 1989). = Koeficijenti linearne (proste) korelacije (r) izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih potomstava sestrinskih ukrštanja prouĉavanih osobina izraĉunati su po formuli (Hadţivuković, 1991): U ovom sluĉaju p predstavlja potomstva majki a f potomstva sestrinskih ukrštanja, n je broj jedinica u seriji. Standardna greška koeficijenta korelacije: 29 Znaĉajnost koeficijenata proste korelacije odreĊuje se primenom t testa za df = n-2: Koeficijenti proste korelacije pokazuju kvantitativno slaganje izmeĊu dve promenljive, njihova vrednost se kreće od -1 do +1, u zavisnosti od stepena povezanosti i od toga da li sa porastom jedne promenljive raste i druga ili je njihova veza u obrnutoj srazmeri (što daje negativnu korelaciju). Koeficijenti korelacije ranga po Spirmanu ( , izraĉunati su na sledeći naĉin: Gde di predstavlja razliku ranga, u ovom sluĉaju izmeĊu ranga prouĉavane osobine kod potomstava majki i ranga prouĉavane osobine kod potomstava odgovarajućih sestrinskih ukrštanja, a n broj jedinica u seriji. Kao i kod koeficijenata korelacije koji se dobijaju iz numeriĉkih podataka, i za koeficijent ranga vaţi pavilo da je kod potpunog slaganja, identiĉnog redosleda (ranga) , a kod potpunog neslaganja, obrnutog redosleda . OdreĊivanje znaĉajnosti koeficijenata korelacije ranga obavljeno je uporeĊivanjem sa tabelom koeficijenata korelacije za pragove znaĉajnosti koja se preporuĉuje za n›8 (Hadţivuković 1991, Snedecor 1959). Po definiciji genetiĉka dobit od selekcije predstavlja iznos povećanja osobine koji je ostvaren kroz selekcioni program. Za svaku osobinu, u okviru kombinacija brojnijih potomstava, sa izraĉunata je genetiĉka dobit od selekcije. Korišćena je procedura po Allard-u, 1960, uzet je pretpostavljeni intenzitet selekcije 10% ( = 1,76), kako preporuĉuju Vratarić i sar. (2010) i Miladinović i sar. (2011). 30 gde je: - koeficijent za pretpostavljeni intenzitet selekcije - fenotipska standardna devijacija (kvadratni koren iz fenotipske varijanse) – heritabilnost u širem smislu Genetiĉka dobit za razliĉite osobine je uporeĊena preko relativne genetiĉke dobiti od selekcije (R) koja je izraţena u procentima od proseĉne vrednosti, i izraĉunata na sledeći naĉin za pojedinaĉne osobine: R = gde je: – proseĉna vrednost za odreĊenu osobinu 5.4. Gel elektroforeza Elektroforeza predstavlja kretanje naelektrisanih molekula u rastvoru u kome je obezbeĊeno elektriĉno polje. U zavisnosti od naelektrisanja, veliĉine, oblika i molekulske teţine molekuli se kreću razliĉitom brzinom i zauzimaju razliĉitu poziciju na gelu. Postupkom gel elektroforeze, na osnovu prisustva ili odsustva trake na elektroforegramu, identifikovana su potomstva biljaka koje su korišćene kao majke i potomstva njihovih sestinskih ukrštanja sa i bez Kunitz-tripsin inhibitora u zrnu. Za identifikaciju prisustva Kunitz tripsin inhibitora u zrnu testiranih potomstava majki i njihovih sestrinskih ukrštanja korišćena je rezerva semena sa majĉinskih F3 i sestrinskih ukrštanja FSF1 biljaka ĉuvana u hladnoj komori. Mlevenje zrna soje je obavljeno na kataskaptu. Imajući u vidu stepen homozigotnosti, samleveno je po 10 zrna od svake biljke od kojih je napravljen grupni uzorak. Na isti naĉin je pripremljeno i zrno sorti Kunitz i Kador kao poĉetnih roditelja. Ekstakcija je obavljena po proceduri Hymowitz i Hadley (1972) koja je odabrana zbog specifiĉnog jasnog izdvajanja trake na mestu gde se nalazi Kunitz tripsin inhibitor. Od svakog uzorka je uzeto po 100 mg brašna i pomešano sa 1,5 ml ekstakcionog pufera (0,092 M TrisHCl pH 8,1; 13,3% saharoze; 0.023 M CaCl2; 1mM PMSF). Proteini su ekstahovani na sobnoj temperaturi uz 31 povremeno mućkanje, tokom 20-30 minuta. Smeša je centrifugirana 5 minuta u Ependorf mikrocentrifugi. Za elektroforezu je uzeto po 10μl od gornjeg, bistrog sloja. Proteinska elektroforeza je vršena na nedenaturišućem (nativnom) poliakrilamidnom gelu koji se sastojao od 10% gela za razdvajanje i 5% za fokusiranje uzoraka. Gel za razdvajanje je sadrţao 0,375 M TrisHCl pH 8,8 a gel za fokusiranje 0,25 M TrisHCl pH 6,8 pufer. Gornji i donji rezervoari miniproteana (Mini Protean II, Bio-Rad) su punjeni sa 25mM TrisHCl, 192 mM glicin puferom za elektrofoezu. Elektroforeza na oko 120 V je trajala dok bromfenol plavi marker nije stigao do kraja gela za razdvajanje. Posle završene elektroforeze, gelovi su drţani 1 sat u rastvoru za fiksiranje (30% etanola, 10% sirćetne kiseline). Bojenje gelova je trajalo oko 1 sat u rastvoru sa bojom comassie blue. Posle završenog bojenja gelovi su ispirani u istom rastvoru kao za fiksiranje do postizanja zadovoljavajuće vidljivosti proteinskih traka. Gelovi su fotografisani, spakovani u hermetiĉki zatvorene polivinilske kesice i stavljeni na ĉuvanje na +4ºC. 32 6. REZULTATI I DISKUSIJA Ukrštanja odabranih sestrinskih linija su obavljena sa razliĉitom uspešnošću. Ove razlike se mogu objasniti razliĉitom veliĉinom cveta kod pojedinaĉnih F3 biljaka, a takoĊe i specifiĉnostima tehnike pripreme cveta majke prikazanoj na slici 1. Brojnost uspešno ostvarenih potomstava je uticala na mogućnost izraĉunavanja planiranih selekcionih parametara. Slika 1. Cvet majke pripremljen za ukrštanje Prvo testiranje prinosa zrna po biljci odabranih linija iz ukrštanja sorti Kunitz i Kador posluţilo je samo za odabiranje tri najbolje linije. Srednje vrednosti prinosa zrna po biljci F3 linija, poreklom od odabranih F2 biljaka, sa dve lokacije, prikazane su u tabeli 3. Za formiranje poljskog eksperimenta upotrebljen je deo semena sa 48 najprinosnijih F2 biljaka. U tabeli su oznaĉene signifikantne razlike prinosa (+, ++, -, -- ) testiranih linija i manje prinosnog roditelja u odnosu na sortu Kador. Sve odabrane linije, testirane u ovom eksperimentu su pokazale bar minimalnu prednost prinosa zrna u odnosu na sortu Kunitz (bez Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu), kao roditelja sa niţim prinosom. Linije oznaĉene kao L38 (sa rangom prinosa 1), L30 (po prinosu na mestu 2) i L6 (treća po rangu) su odabrane za sledeći ciklus ukrštanja. Sve tri odabrane F3 linije su pokazale vrlo znaĉajno viši prinos u odnosu na prinosnijeg roditelja, adaptiranu sortu Kador. 33 Tabela 3. Srednje vrednosti za prinos zrna po biljci (g) F3 linija soje i roditeljskih sorti Genotip Prinos Rang Genotip Prinos Rang L1 15,27 6 L26 13,13 27 L2 12,25 38 L27 13,37 23 L3 11,57 41 L28 15,30 5 L4 13,92 12 L29 13,07 29 L5 12,57 36 L30 16,76++ 3 L6 16,81++ 2 L31 14,02 11 L7 13,58 19 L32 10,26-- 45 L8 13,50 20 L33 15,74+ 4 L9 13,44 21 L34 12,74 32 L10 14,20 10 L35 11,93 39 L11 11,38 42 L36 8,99-- 47 L12 13,61 17 L37 8,71-- 49 L13 11,84 40 L38 17,68++ 1 L14 13,76 14 L39 10,68- 44 L15 12,37 37 L40 13,19 25 L16 8,98-- 48 L41 14,40 8 L17 13,71 15 L42 14,32 9 L18 15,25 7 L43 13,67 16 L19 12,72 33 L44 12,64 35 L20 9,94-- 46 L45 13,01 30 L21 13,31 24 L46 13,07 28 L22 12,66 34 L47 13,16 26 L23 12,86 31 L48 11,24- 43 L24 13,58 18 Kunitz 8,07-- 50 L25 13,89 13 Kador 13,37 22 Lsd 0,05 = 2,007 Lsd 0,01= 2,656 Potomstva linija majki i potomstva njihovih sestrinskih ukrštanja su testirana posebno za svaku kombinaciju ukrštanja u punom srodstvu. 34 6.1. Srednje vrednosti Srednje vrednosti prouĉavanih osobina posluţile su za izraĉunavanje biološko- statistiĉkih pokazatelja prema odabranim metodama. Prikazane su proseĉne vrednosti svih prouĉavanih osobina soje, za obe godine trajanja eksperimenta i obe lokacije. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje potomstava linija majki, potomstava iz kombinacije ukršanja L30 x L38 i poĉetnih roditelja Iz ove kombinacije ukrštanja u punom srodsvu, dobijeno je 20 uspešno ukrštenih FSF1 biljaka. Odgajena su njihova potomstva (FSF1:2) i potomstva njihovih majki (F3:4). Iz podataka dobijenih merenjima na proseĉnom uzorku od 40 biljaka iz svakog ponavljanja u poljskom eksperimentu, izraĉunate su srednje vrednosti za sva testirana potomstva i za inicijalne roditelje. U tabeli 4. su prikazane proseĉne vrednosti svih prouĉavanih osobina F3:4 linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L30 x L38 i poĉetnih roditelja za formiranje ovih linija, sorti Kuniz i Kador. Poĉetni roditelji su bili standardi za uporeĊivanje i izdvajanje genotipova prinosnijih od adaptiranog roditelja, sorte Kador. Linije koje su po prinosu zrna prevazišle sortu Kador, mogu se smatrati perspektivnim materijalom, treba da budu ukljuĉene u dalji proces odabiranja i testiranja. Prinos zrna po biljci je kompleksna osobina, rezultanta prouĉavanih osobina biljke koje predstavljaju njegove komponente. Kod potomstava majki prinos se kretao od 10,91g do 14,12g a kod potomstava sestrinskih ukrštanja od 11,78g do 14,27g. Proseĉne vrednosti prinosa zrna po biljci za potomstva majki i potomstva sestrinskih ukrštanja (12,38g i 12,98g) se nisu znaĉajno razlikovale. Sva potomstva-linije testirane u ovom eksperimentu pokazale su (što je i oĉekivano, s obzirom da potiĉu od odabranih najprinosnijih sestrinskih linija iz poĉetne kombinacije ukrštanja), vrlo znaĉajno viši prinos zrna po biljci u odnosu na manje prinosnog inicijalnog roditelja (sorta Kunitz). U poreĊenju sa sortom Kador, adaptiranom na naše uslove, utvrĊeno je da su 2 potomstva linija majki (oznaĉena sa 8 i 14) pokazala signifikantno viši prinos zrna po biljci, a 5 potomstava (11, 13, 16, 17 i 18) signifikantno niţi. Potomstvo sestrinske kombinacije ukrštanja L30 x L38 oznaĉeno sa 24 je pokazalo visoko signifikantno viši 35 Tabela 4. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje F3:4 linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L30 x L38 Osobine P o to m st v a m aj k i Genotip Prinos po biljci (g) Visina (cm) Vis. mah. (cm) Broj nodusa Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) 1 12,87 102,9 26,1 17,40 1,81 31,46 70,43 181,1 2 12,46 113,4 26,2 18,33 2,04 31,80 72,48 173,2 3 13,28 117,5 26,4 18,74 2,02 33,91 78,68 169,5 4 12,00 106,3 24,0 17,11 1,58 29,89 67,02 175,7 5 13,16 102,0 25,5 17,54 2,02 33,01 75,32 172,7 6 12,96 105,0 21,8 17,72 1,35 34,22 79,81 158,5 7 12,65 100,4 21,8 17,21 1,81 31,68 70,97 176,9 8 14,12 115,1 23,6 18,45 1,33 33,09 75,53 187,2 9 11,96 119,6 25,5 16,14 1,81 34,62 74,55 160,3 10 12,27 108,3 23,1 18,62 1,35 30,72 69,62 177,9 11 10,91 106,0 23,0 16,89 1,26 29,17 66,84 160,5 12 12,21 113,4 24,4 17,25 1,63 32,63 71,68 169,8 13 10,91 105,4 22,4 16,77 1,53 28,02 63,64 168,7 14 14,03 108,6 21,9 18,01 2,05 35,15 77,06 180,4 15 12,45 114,5 25,1 17,65 2,01 31,15 68,76 179,8 16 11,43 103,4 24,4 17,92 1,59 31,58 68,02 168,3 17 11,64 112,1 25,8 17,71 1,72 30,09 64,16 181,7 18 11,44 102,3 23,6 16,90 1,50 29,30 64,80 174,4 19 12,79 110,4 23,9 18,11 2,33 33,39 75,09 166,7 20 12,02 106,3 23,4 16,33 1,80 31,33 68,49 173,1 12,38 108,65 24,09 17,55 1,73 31,81 71,15 172,79 P o to m st v a F S u k rš ta n ja 21 13,71 108,8 25,0 16,29 1,89 34,82 77,95 174,4 22 12,77 115,1 26,3 17,21 2,12 33,15 74,97 169,0 23 12,55 117,5 27,2 16,51 1,73 32,27 75,80 165,3 24 14,27 108,6 22,9 17,50 1,94 37,75 85,21 165,6 25 12,72 115,9 25,8 18,60 1,70 31,03 70,24 180,8 26 12,87 116,7 24,6 17,42 1,66 33,94 77,41 164,6 27 12,28 104,2 22,8 17,35 1,62 30,70 66,29 185,0 28 12,95 114,0 26,9 17,41 1,64 33,38 73,43 175,5 29 13,25 122,7 27,3 18,00 1,83 35,87 81,95 160,6 30 12,95 119,8 25,5 18,34 1,58 31,98 72,31 179,5 31 13,71 117,4 24,9 17,65 2,03 36,53 85,09 158,5 32 13,38 108,1 22,9 19,70 1,50 35,81 80,10 165,5 33 12,84 100,7 20,2 15,69 1,69 30,14 70,92 178,1 34 13,21 113,4 24,0 17,42 1,63 34,15 75,19 173,1 35 12,67 120,8 26,4 17,82 1,52 32,09 72,34 173,4 36 12,78 108,2 24,8 17,19 1,80 33,81 73,79 168,5 37 11,78 107,6 24,3 16,17 1,65 29,14 63,63 184,0 38 13,21 110,1 22,0 18,98 1,61 33,59 76,17 172,9 39 12,57 114,1 25,7 18,06 1,96 33,08 75,11 167,5 40 13,08 96,2 23,0 16,82 1,76 31,55 70,26 181,4 12,98 111,99 24,61 17,51 1,74 33,25 74,91 172,16 Kunitz 9,12 105,5 26,4 15,67 1,40 23,58 51,32 175,8 Kador 12,71 110,6 24,3 16,74 1,22 34,27 78,82 157,8 Lsd 0,05 0,806 2,136 1,660 0,708 0,251 1,826 4,762 2,218 Lsd 0,01 1,068 2,813 2,186 0,932 0,330 2,087 6,265 2,921 36 prinos, potomstva 21 i 31 signifikantno viši prinos zrna po biljci u odnosu na sortu Kador, a samo jedno potomstvo (linija 37) signifikantno niţi. Visina stabla se znaĉajno i vrlo znaĉajno razlikovala i unutar potomstava majĉinske linije L38 (100,4 – 119.6cm) i potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom L30 (96,1 – 122,7cm). Razlika izmeĊu proseĉnih vrednosti za visinu glavnog stabla potomstava majki (108,65cm) i potomstava ukrštanja u punom srodstvu (111,99cm) je iznosila svega 3,34cm i bila visiko znaĉajna. Ovakvom rezultatu je doprinela i mala vrednost najmanje znaĉajne razlike, što je moguće kod naĉina statistiĉke obrade podataka koja je primenjena. U odnosu na niţeg poĉetnog roditelja, sortu Kunitz, većina testiranih potomstava je imala vrlo znaĉajno više stablo i to 8 potomstava majki (2, 3, 8, 9, 12, 14, 15, 19) i 14 potomstava ukštanja u punom srodstvu (21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 34, 35, 38, 39). Znaĉajno više stablo, u odnosu na istog poĉetnog roditelja, je izmereno kod 3 potomstva, (10, 32, 36). Znaĉajno niţe stablo u odnosu nasortu Kunitz, izmereno je kod potomstva sa oznakom 1, a vrlo znaĉajno kod potomstava 5, 7, 18, 33 i 40. Ostala potomstva se po visini stabla nisu razlikovala od niţeg roditelja. U odnosu na poĉetnog adaptiranog roditelja, sortu Kador, u kategoriji potomstava ukrštanja sestrinskih linija je uoĉeno 10 (22, 23, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 34, 35) vrlo znaĉajno viših i jedno znaĉajno više (39), a kod potomstava iz linije majke svega 4 (3, 8, 9, 15) vrlo znaĉajno i 3 (2, 12, 17) znaĉajno viša. Vrlo znaĉajno niţa (1, 4, 5, 6, 7, 11, 13, 16, 18, 20) i znaĉajno niţa (2, 10), potomstva potiĉu preteţno od majki a u manjem broju (27, 33, 37, 40 vrlo znaĉajno i 32, 36 znaĉajno niţa) od ukrštanja sestrinskih linija. Visina najniţe mahune se, za razliku od visine stabla, kod potomstava majki (24,09cm) i potomstava sestrinske kombinacije ukrštanja (24,61cm) u proseku nije znaĉajno razlikovala, dok su u okviru oba potomstva utvrĊene znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike u rasponu od 21,8-26,4cm za potomstva majki i 20,1-27,3cm za sestrinska ukrštanja. Pribliţno polovina potomstava u ogledu je imala najniţu mahunu na manjoj visini, a kod ostalih nije bilo znaĉajnih razlika u odnosu na sortu Kunitz, koja ujedno predstavlja i genotip sa najvećom visinom najniţe mahune, znaĉajno razliĉitom i od sorte Kador. Kod potomstava oznaĉenih sa 1, 2, 3, 29 i 35 izmerena je veća visina mahune u odnosu na Kador a 6, 7, 14, 24, 28, 33 i 38 manja. Broj nodusa na glavnom stablu se uz znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike kretao u pribliţnim granicama za oba tipa potomstava, kod potomstava majki od 16,32 do 18,75 37 a kod potomstava sestrinskih ukrštanja od 16,17 do 19,70. Proseĉne vrednosti su bile gotovo identiĉne (17,55 i 17,51). Broj nodusa na glavnom stablu je bio najniţi kod sorte Kunitz a testirana potomstva su imala uglavnom visoko signifikantno više nodusa, osim nekoliko izuzetaka (20, 21, 33, 37) sa brojem nodusa na nivou ovog poĉetnog roditelja. U poreĊenju sa sortom Kador, pribliţno polovina potomstava iz obe klase pokazuje statistiĉki znaĉajno i vrlo znaĉajno viši broj nodusa po biljci, pribliţno polovina se ne razlikuje. Potomstvo oznaĉeno brojem 33 je jedino sa vrlo znaĉajno niţim brojem nodusa u odnosu na adaptiranog roditelja. Amplituda variranja broja grana po biljci bila je veća u okviru potomstava majki (1,26-2,33) u odnosu na potomstva sestrinskih ukrštanja (1,50-2,12) a proseĉne vrednosti za oba potomstva su bile gotovo identiĉne (1,73 i 1,74). Inicijalni roditelji testiranih potomstava se ne razlikuju znaĉajno po broju boĉnih grana (1,40 i 1,22). Za razliku od poreĊenja sa sortom Kador, gde su osim nekoliko potomstava (6, 8, 10, 11) sva ostala sa signifikantno ili visoko signifikantno većim brojem grana, u odnosu na Kunitz gotovo polovina ne pokazuje znaĉajnu razliku. Broj mahuna po biljci je varirao od 28,02 do 35,15 kod potomstava majki i od 29,44 do 37,75 kod potomstava ukrštanja u punom srodstvu. Razlika izmeĊu proseĉnih vrednosti broja mahuna za potomstva majki i potomstva ukrštanja u punom srodstvu nije dostigla statistiĉki znaĉajnu vrednost (31,81 i 33,25). Sva potomstva su imala visioko signifikantno veći broj mahuna po biljci u odnosu na sortu Kunitz. U odnosu na sortu Kador, u okviru potomstva majki kod 12 linija ( 1, 2, 4, 7, 10, 11, 13, 15, 16, 17, 18, 20) je konstatovan znaĉajno niţi broj mahuna a kod 8 (3, 5, 6, 8, 9, 12, 14,19) broj mahuna na nivou boljeg poĉetnog roditelja. Broj mahuna po biljci je kod potomstava sestrinske kombinacije ukrštanja preteţno bio na nivou sorte Kador (21, 22, 26, 28, 29, 32, 34, 36, 38, 39), uoĉena su i dva potomstva sa vrlo znaĉajno većim brojem mahuna, oznaĉena kao 24 i 31. Ostala potomsva ukrštanja u punom srodstvu su bila sa znaĉajno i vrlo znaĉajno manjim brojem mahuna od sorte Kador. Broj zrna po biljci se kretao, prema oĉekivanju, u saglasnosti sa brojem mahuna: za potomstva majki od 63,64 do 79,81 i za potomstva sestrinskih ukrštanja od 63,63 do 85,21 pri ĉemu njihove proseĉne vrednosti (71,15 i 74,91) nisu dostigle signifikantnu razliku. Sorta Kunitz imala najmanji broj zrna po biljci, tako da su svi ostali genotipovi u eksperimentu pokazali visoko signifikanto veći broj zrna. U 38 poreĊenju sa adaptiranim poĉetnim roditeljem, potomstva majki su preteţno bila sa signifikantno ili visiko signifikantno manjim brojem zrna. Iz potomstava dobijenih ukrštanjem u punom srodstvu, izdvojilo se potomstvo 24 sa vrlo znaĉajno većim brojem zrna od sorte Kador. Masa 1000 zrna se kretala od 157,8g kod sorte Kador do 187,2g kod potomstva linije majke broj 8. Bez obzira na individualne razlike izmeĊu potomstava linije L33 i potomstava ukrštanja L30 x L38, njihove poseĉne vrednosti (172,79g i 172,16g) za masu 1000 zrna su bile pribliţne. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje potomstava linija majki, potomstava iz kombinacije ukršanja L38 x L6 i poĉetnih roditelja Srednje vrednosti prouĉavanih osobina 10 potomstava uspešno ukrštenih sestrinskih linija L38 i L6 i 10 potomstava njihovih majki iz linije L38 prikazane su u tabeli 5. Proseĉne vrednosti prinosa zrna po biljci, potomstava majki (12,69g) i potomstava ukrštanja u bliskom srodstvu ove kombinacije (13,14g), se nisu znaĉajno razlikovale, uz signifikantne i visoko signifikantne razlike u okviru obe kategorije potomstava. Prinos zrna po biljci je varirao od 10,59g do 14,90g kod potomstava majki i u nešto uţim granicama od 12,01g do 14,49g kod potomstava sestrinske kombinacije ukrštanja. Sorta Kunitz je imala najslabiji prinos zrna po biljci. Samo potomstvo linije majke oznaĉeno brojem 5 je bilo na nivou prinosa manje prinosnog roditelja, dok su sva ostala potomstva majki i sestinskih ukrštanja znaĉajno i vrlo prinosnija. Dva potomstva majki (1 i 10) su bila visoko signifikantno prinosnija od sorte Kador, jedno (potomstvo 6) dalo je znaĉajno viši prinos u odnosu na istog poĉetnog roditelja a ĉetiri potomstva (4, 5, 8 i 9) vrlo znaĉajno niţi. Dva potomstva ukrštanja u punom srodstvu, obeleţena sa 13 i 16 su pokazala visoko znaĉajno niţi prinos zrna po biljci u odnosu na sortu Kador, jedno je dalo signifikanto viši prinos (potomstvo 12) a dva (potomstva 15, i 20) visoko signifikantno viši. Visina stabla za potomstva majki (119,01 cm) i potomstva sestrinskih ukrštanja (118,57 cm) se veoma malo razlikovala po proseĉnoj vrednosti za obe kategorije potomstava. Konstatovane su pojedinaĉne razlike potomstava kod oba tipa potomstva u 39 granicama 102,8-125,9 cm za potomstva majki i 100,9-127,9 cm za potomstva ukrštanja u punom srodstvu. Tabela 5. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje F3:4 linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L38 x L6 Osobine P o to m st v a m aj k i Genotip Prinos po biljci (g) Visina (cm) Vis. mah. (cm) Broj nodusa Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) 1 14,49 123,8 27,9 18,20 2,27 38,78 87,14 166,4 2 12,39 117,8 27,7 17,44 1,72 34,58 78,03 159,2 3 13,47 125,9 27,0 17,63 1,66 37,03 86,78 154,8 4 11,17 117,8 28,8 16,44 1,64 32,29 74,82 148,8 5 10,59 102,8 25,3 16,47 1,69 29,48 69,35 152,5 6 13,58 116,0 26,5 16,89 1,75 35,06 79,03 169,8 7 12,86 125,5 26,8 17,55 1,77 33,52 78,27 164,2 8 12,12 121,7 28,3 17,44 1,54 33,66 76,58 157,5 9 11,30 120,6 28,1 17,18 1,09 31,55 72,20 156,1 10 14,90 118,3 27,3 18,18 2,31 39,47 90,68 165,2 12,69 119,01 27,36 17,34 1,74 34,54 79,29 159,4 P o to m st v a F S u k rš ta n ja 11 13,53 110,5 26, 2 17,66 2,22 35,02 75,08 178,0 12 13,63 119,5 27,4 18,41 1,92 36,08 82,58 165,9 13 12,01 127,9 33,1 18,46 1,46 31,72 72,67 166,0 14 12,54 114,2 26,1 16,61 1,59 35,11 82,52 150,3 15 14,14 119,9 27,5 16,75 1,80 35,55 83,96 167,9 16 12,13 121,6 28,4 17,91 1,20 31,42 69,77 173,2 17 12,60 117,2 26,2 16,53 1,68 33,58 77,04 163,2 18 13,23 111,3 25,3 16,99 1,30 32,75 78,08 170,1 19 13,07 123,0 28,3 17,90 1,73 33,44 76,39 170,8 20 14,49 120,6 27,4 17,97 2,60 38,28 86,58 165,4 13,14 118,57 27,49 17,52 1,70 34,29 78,46 167,1 Kunitz 10,07 106,9 24,7 16,07 1,50 27,14 59,12 175,9 Kador 12,99 110,3 26,0 16,18 1,38 34,15 76,45 161,3 Lsd 0,05 0,574 3,415 1,927 0,646 0,225 2,127 3,707 1,764 Lsd 0,01 0,758 4,532 2,543 0,885 0,297 2,808 4,892 2,327 40 Genotip sa najniţim stablom bila je sorta Kunitz. Sa izuzetkom potomstva oznaĉenog sa 5, sva ostala su pokazala visoko znaĉajno veću visinu od oba poĉetna roditelja. Visina najniţe mahune je bila pribliţna kada se uporede proseĉne vrednosti potomstava majki i potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom (27,36cm i 27,49cm). Najniţa prva mahuna je uoĉena kod sorte Kunitz (24,7cm) a najviša kod potomstva sa oznakom 13 (33,1cm). Variranje visine najniţe mahune kod potomstava majki (25,3cm – 28,8cm) bilo je u nešto uţim granicama u odnosu na potomstva sestrinske kombinacije ukrštanja (25,2cm – 33,1cm). Broj nodusa se kretao u granicama 16,44-18,20 za potomstva majki i 16,53- 18,46 za potomstva ukrštanja L38 x L6, sa proseĉnim vrednostima 17,34 i 17,52 koje se nisu znaĉajno razlikovale. Sva potomstva su imala veći broj nodusa u odnosu na poĉetne roditelje, osim potomstava 4, 5, 14, 15 i 17, koja se nisu znaĉajno razlikovala od jednog a neka i od oba inicijalna roditelja. Najmanji broj grana od 1,09 je ustanovljen kod potomstva 9 a najveći od 2,60 kod potomstva 20. Potomstva majki i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom su imala praktiĉno isti broj grana, proseĉno 1,74 i 1,70. Potomstva su uglavnom imala više boĉnih grana od oba poĉetna roditelja, kako u proseku za obe kategorije potomstava, tako i pojedinaĉno, uz nekoloko izuzetaka (potomstva 9, 16 i 18). Broj mahuna se, prema proseĉnim vrednostima za potomstva majki (34,54) i potomstva ukrštanja u punom srodstvu (34,29), zanemarljivo razlikovao i bio pribliţan broju mahuna adaptiranog roditelja (34,15). U okviru obe prouĉavane klase potomstava konstatovane su signifikante i visoko signifikantne razlike. Broj mahuna po biljci je varirao kod potomstava majki od 29,48 do 39,47 a kod potomstava njihovih ukrštanja sa sestrinskom linijom od 31,42 do 38,28. Kod svih testiranih potomstava je konstatovan veći broj mahuna u odnosu na sortu Kunitz. Nekoliko potomstava se razlikovalo po broju mahuna od sorte Kador: potomstva oznaĉena kao 1, 3, 10 i 20 su imala vrlo znaĉajno veći broj mahuna, a potomstva 5, 9, 13, i 16 znaĉajno i vrlo znaĉajno manji. Broj zrna po biljci, proseĉno za potomstva majki (79,29) i potomstva sestrinske kombinacije ukrštanja (78,46), bio je na nivou boljeg roditelja, sorte Kador (79,45). Sorta Kunitz je imala najmanji broj zrna, potomstva majki i sestrinskih ukrštanja su se preteţno znaĉajno i vrlo znaĉajno razlikovala. Potomstva sa oznakom 1, 3, 10, 15 i 20 41 su imala znaĉajno i vrlo znaĉajno veći broj zrna a 5, 9, 11, 13, 16 manji u poreĊenju sa sortom Kador. Masa 1000 zrna je pokazala brojne znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike koje nisu utvrĊene kod ostalih osobina. Veoma mala vrednost najmanje znaĉajne razlike, što je moguće kod primenjenog postupka obrade podataka, doprinela je ovakvoj znaĉajnosti utvrĊenih razlika. UtvrĊeno je da je sorta Kunitz imala najkrupnije zrno (175,9g) uz signifikantne i visoko signifikantne razlike u odnosu na sve ostale genotipove u eksperimentu. Razlika proseĉnih vrednosti za masu 1000 zrna potomstava majki (159,4g) i potomstava ukrštanja u punom srodstvu (167,1g), takoĊe je dostigla visoko signifikantnu vrednost. U odnosu na sortu Kador, vrlo znaĉajno veću masu 1000 zrna imala su potomstva majki 1, 6, 7 i 10 i sva potomstva ukrštanja u punom srodstvu sa izuzetkom potomstva 14. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje potomstava linija majki, potomstava iz kombinacije ukršanja L6 x L30 i poĉetnih roditelja Iz ukrštanja L6 x L30 identifikovano je 15 FSF1 biljaka. Vrednosti prouĉavanih osobina njihovih potomstava prikazane su u tabeli 6. Prinos zrna po biljci potomstava majki u ovom delu eksperimenta se kretao od 10,38g do 12,57g, a potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom u nešto širim granicama od 10,44g do 14,44g. razlika izmeĊu proseĉne vrednosti za prinos zrna po biljci potomstava majki (11,54g) i potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom (12,30g) nije dostigla signifikantnu vrednost. Manje prinosan poĉetni roditelj, sorta Kunitz, je genotip sa najniţim prinosom u ovom delu eksperimenta (8,99g), uz vrlo znaĉajne razlike u odnosu na sva testirana potomstva kao i na sortu Kador (12,97g). Potomstava i majki i potomstva sestrinske kombinacije ukrštanja bila su uglavnom znaĉajno i vrlo znaĉajno manje prinosna od sorte Kador, prinos potomstava oznaĉenih sa 22, 23, 28 i 30 bio signifikantno viši. Visina stabla je, po svojim proseĉnim vrednostima, bila pribliţna za potomstva majki (110,6cm) i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom (110,1cm). U okviru potomstava majki najviše potomstvo je imalo visinu od 117,8cm a najniţe 105,8cm, a u 42 okviru potomstava sestrignske kombinacije ukrštanja najvuše 118,1cm a najniţe 97,2cm. Tabela 6. Srednje vrednosti prouĉavanih osobina soje F3:4 linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L6 x L30 osobina P o to m st v a m aj k i Genotip Prinos po biljci (g) Visina (cm) Vis. mah. (cm) Broj nodusa Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) 1 11,08 116,1 26,0 17,42 1,52 31,75 71,75 153,8 2 11,79 107,9 26,1 17,50 1,64 32,30 71,95 164,4 3 10,38 105,8 25,8 16,15 1,21 30,84 67,06 153,6 4 11,08 109,6 25,0 16,28 1,13 32,45 72,04 152,5 5 12,57 111,3 21,3 17,42 2,42 36,82 77,01 154,3 6 11,54 113,3 27,2 16,26 1,58 33,61 73,27 154,1 7 11,29 106,2 26,3 16,08 1,04 26,58 59,27 168,9 8 10,95 115,2 26,7 17,31 1,37 31,41 68,10 160,8 9 10,70 110,3 27,8 16,58 1,35 27,75 60,21 160,7 10 11,01 109,6 24,7 17,16 1,61 30,37 65,62 168,2 11 12,01 106,6 25,2 16,85 1,46 34,05 78,09 155,7 12 11,68 110,7 26,0 17,36 1,64 33,40 72,65 160,7 13 11,32 108,3 26,2 16,35 1,32 30,44 71,43 157,1 14 12,49 117,8 27,7 17,77 1,60 35,65 75,90 165,4 15 12,55 110,3 26,5 17,37 1,48 34,51 75,22 163,8 11,54 110,6 25,9 16,89 1,49 32,03 70,64 159,60 P o to m st v a F S u k rš ta n ja 16 10,44 104,0 24,1 15,91 1,44 27,60 66,21 155,6 17 11,82 108,1 24,2 17,59 1,47 32,61 72,05 165,2 18 11,65 97,2 24,5 16,75 1,40 32,51 69,33 165,8 19 11,60 117,8 25,6 17,62 1,60 33,81 76,29 155,9 20 12,60 110,6 25,1 17,34 1,37 31,92 71,24 157,0 21 12,79 120,7 25,2 16,13 1,93 35,54 77,22 164,7 22 13,23 113,8 23,0 17,21 1,39 35,67 77,14 158,9 23 13,94 112,2 22,0 16,53 1,47 36,68 78,98 163,5 24 12,76 111,7 26,0 17,07 1,36 32,86 73,08 175,6 25 12,35 104,8 25,0 17,86 1,11 32,35 71,97 173,1 26 10,84 105,3 26,4 16,55 1,53 28,90 64,14 166,3 27 12,04 111,7 25,4 16,84 1,34 34,12 73,52 163,0 28 14,44 101,6 21,8 16,30 1,67 37,74 82,53 172,3 29 11,28 117,7 27,7 16,90 1,79 32,67 69,70 161,4 30 13,71 118,1 25,7 17,55 1,43 36,84 75,25 175,5 12,30 110,1 24,8 16,90 1,48 33,53 73,24 164,92 Kunitz 8,99 105,7 26,1 17,00 1,11 23,65 51,21 175,5 Kador 12,97 112,3 26,0 16,56 1,38 34,71 74,49 160,4 Lsd 0.05 0,770 2,44 1,13 0,498 0,240 1,951 3,882 2,467 Lsd 0.01 0,949 3,22 1,49 0,656 0,316 2,572 5,116 3,252 43 Testirana potomstva su preteţno bila znaĉajno i vrlo znaĉajno viša od niţeg poĉetnog roditelja (sorte Kunitz) a niţa od višeg poĉetnog roditelja, uz nekoliko izuzetaka. Visina najniţe mahune većine potomstava bila je na nivou poĉetnih roditelja, izmeĊu kojih nije bilo znaĉajne razlike. Kod potomstava 5, 16, 17, 18, 22, 23 i 28 najniţa mahuna se nalazila na visoko signifikantno manjoj visini, a kod potomstava 9, 14 i 26 na većoj. Najniţa uoĉena visina kod ove grupe potomstava bila je 21,3cm a najviša 27,8cm. Nije bilo znaĉajne razlike izmeĊu proseĉne visine potomstava majki (25,9cm) i potomstava ukršanja sa sestrinskom linijom (24,8cm). Broj nodusa po biljci se nije razlikovao kada se uporede vrednosti dobijene za inicijalne roditelje (17,00 i 16,56), kao i proseĉne vrednosti potomstava majki (16,89) i ukrštanja u punom srodstvu (16,90). Statistiĉki znaĉajno manji broj nodusa u odnosu na sorte Kunitz i Kador imalo je potomstvo oznaĉeno sa 16, a veći potomstva 14, 17, 19, 25 i 30. IzmeĊu proseĉnih vrednosti broja grana po biljci potomstava majki (1,49) i potomstava uktšanja sa sestrinskom linijom (1,48) nije bilo razlike. U poreĊenju sa sortom Kunitz, koja je poĉetni roditelj sa manjim brojem grana, osim potomstava 3, 4, 7, 12, 25 i 27 koja su bila na istom nivou, kod svih ostalih potomstava je konstatovan znaĉajno i vrlo znaĉajno veći broj grana. Potomstva 4, 7 i 25 su u odnosu na sortu Kador imala manji broj grana na znaĉajnom i vrlo znaĉajnom nivou, a potomstva 2, 5, 11, 21, 28 i 29 veći. Razlika izmeĊu proseĉnog broja mahuna po biljci potomstava majki (32,03) i ukrštanja sa sestrinskom linijom (33,53) nije dostigla znaĉajnu vrednost. Sva potomstva su imala vrlo znaĉajno veći broj mahuna po biljci u odnosu na sortu Kunitz, sa najmanjim brojem mahuna. U poreĊenju sa sortom Kador potomstva 5, i 23 su imala znaĉajno, a potomstva 28 i 30 vrlo znaĉajno veći broj mahuna po biljci. Broj zrna po biljci je varirao kod potomstava majki od 59,27 do 78,09, a kod potomstava ukrštanja u punom srodstvu od 64,14 do 78,98. Potomstva majki (70,64) i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom (73,24) se nisu znaĉajno razlikovala po broju zrna, kada se uporede wihove proseĉne vrednosti. Najmanji broj zrna po biljci konstatovan je kod sorte Kunitz, razlika je u odnosu na sva testirana potomsva i adaptiranog poĉetnog roditelja bila vrlo znaĉajna. Potomstva 3, 6, 7, 8, 9, 16, 18, 26 i 30 44 su imala vrlo znaĉajno manji broj zrna po biljci u odnosu na sortu Kador, potomstvo 23 znaĉajno veći a potomstvo 28 vrlo znaĉajno veći. Masa 1000 zrna je pokazala drugaĉije variranje u odnosu na ostale komponente prinosa, koje se kretalo izmeĊu 152,5g i 168,9g unutar potomstava linija majki a kod potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom izmeĊu 155,6g i 175,6g. Njihove proseĉne vrednosti su se vrlo znaĉajno razlikovale (159,60g i 164,92g), zbog male vrednosti namanje znaĉajne razlike, bez obzira što je razlika bila manja od 4%. 6.2. Analiza varijanse Prema dobijenim rezultatima, analizom varijanse je utvrĊeno da nije bilo znaĉajnih razlika izmeĊu ponavljanja pri obradi podataka iz ogleda za sve kombinacije ukrštanja u ovom radu. Kako je ovo je uslov da se dobijeni rezultati mogu smatrati pouzdanim (Hadţivuković, 1979), korišćeni su za dalje izraĉunavanje genetiĉko- statistiĉkih pokazatelja. 6.2.1. Analiza varijanse za sva potomstva soje i inicijalne roditelje Analiza varijanse za sva potomstva i inicijalne roditelje koji su bili ukljuĉeni u eksperiment, omogućila je pre svega poreĊenje potomstava sa inicijalnim roditeljima a zatim i srednjih vrednosti prouĉavanih osobina potomstava majki sa srednjim vrednostima odgovarajućih potomstava sestrinskih ukrštanja prikazanim u tabelama 4, 5 i 6. Sredine kvadrata prouĉavanih osobina, sa naznaĉenom statistiĉkom znaĉajnošću, F3:4 potomstava linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L30 x L38 i poĉetnih roditelja sorti Kunitz i Kador, prikazane su u tabeli 7. U prvom delu analize varijanse izdvojen je uticaj godine. Razlike izmeĊu godina bile su statistiĉki znaĉajne za nivo rizika 0,01 prema F testu, što ukazuje pre svega na razliĉite vremenske uslove u godinama trajanja eksperimenta. U drugom delu analize varijanse izdvojen je uticaj lokacije i interakcija godine i lokacije. Razlika izmeĊu lokacija je takoĊe bila statistiĉki vrlo znaĉajna, kao i interakcija izmeĊu godine i lokacije, za sve osobine osim interakcije za visinu najniţe 45 mahune, koja je pokazala znaĉajnost na nivou verovatnoće od 5%. Ovo ukazuje na razliĉite uslove gajenja na obe lokacije, kao i na specifiĉan uticaj godine po lokacijama. Tabela 7. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 linija majki, FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L30 x L38, i poĉetnih roditelja Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 0,186 4,053 5,445 1,889 A (godina) y 1 4919,319** 28068,254** 1278,491** 88,176** Greška 2 0,327 7,256 11,515 1,029 B (lokacija) 1 3371,529** 216305,614** 385,735** 3887,056** AB 1 130,425 6874,845** 74,428* 75,873** Greška 4 0,134 4,108 5,499 0,240 C (genotip) 41 10,764** 472,205** 34,231** 8,746** AC 41 6,637** 129,290** 18,637* 2,465* BC 41 4,207** 130,008** 25,022* 3,240* ABC 41 6,770** 92,637** 17,933* 5,418* Greška 328 0,088 7,075 4,271 0,776 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,001 3,388 4,885 12.626 A (godina) y 1 58,924** 17733,429** 8609,076** 76119,832** Greška 2 0,001 1,228 11,122 7,587 B (lokacija) 1 2,170** 26363,909** 102914,835** 1714,227** AB 1 5,571** 184,561** 1279,252** 349,500** Greška 4 0,001 0,487 14,694 13,774 C (genotip) 41 0,746** 77,449** 486,281** 723,953** AC 41 0,319** 46,630** 232,542** 163,663** BC 41 0,242** 25,272** 127,969** 146,832** ABC 41 0,217** 40,306** 236,141** 98,920** Greška 328 0,001 1,057 4,450 7,627 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 46 Treći deo analize varijanse se odnosio na razlike izmeĊu testiranih genotipova i interakcije izmeĊu genotip/godina, genotip/lokacija i genotip/godina/lokacija. Prema znaĉajnosti sredine kvadrata, razlike izmeĊu genotipova za sve prouĉavane osobine su bile statistiĉki vrlo znaĉajne. Sve interakcije su pokazale visoko signifikantnu znaĉajnost za sve osobine osim visine najniţe mahune i broja nodusa. Pomenute intreakcije u ovom delu analize varijanse bile znaĉajne za nivo rizika od 0,05. Znaĉajnost interakcija ukazuje na specifiĉne reakcije testiranih genotipova u zavisnosti od uslova spoljne sredine. Sredine kvadrata i nijhova statistiĉka znaĉajnost prouĉavanih osobina F3:4 linija majki i FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L38 x L6 prikazane su u tabeli 8. Kod svih prouĉavanih osobina su konstatovane visoko signifikantne razlike u zavisnosti od godine, sa izuzetkom visine stabla i broja nodusa kod kojih su razlike bile znaĉajne na nivou verovatnoće od 95%. Uticaj lokacije na varijabilnost prinosa zrna po biljci, broja nodusa, broja mahuna i broja zrna bio je statistiĉki vrlo znaĉajan a broja grana i masu 1000 zrna znaĉajan. Nisu utvrĊene pouzdane razlike za visinu najniţe mahune u zavisnosti od lokacije. F test je pokazao da postoje statistiĉki vrlo znaĉajne razlike izmeĊu testiranih genotipova za prinos zrna po biljci i ostale prouĉavane osobine koje utiĉu na prinos. Interakcije genotip/godina, genotip/lokacija i genotip/godina/lokacija su bile znaĉajne za nivo rizika od 0,01 prema F testu, takoĊe za sve osobine testirane u ovom radu. 47 Tabela 8. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 linija majki, FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L38 x L6, i poĉetnih roditelja Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 0,153 7,747 5,231 0,555 A (godina) y 1 2074,803** 3060,074* 1250,626** 10,046* Greška 2 3,474 189,205 9,724 0.357 B (lokacija) l 1 1004,796** 129737,516** 157,327 1726,364** AB 1 93,963** 101.866 635,501* 306,161** Greška 4 0,281 136.265 40,362 0,772 C (genotip) g 21 18,031** 624,927** 36,746** 5,727** AC 21 5,542** 94,416** 18,865** 2,895** BC 21 5,511** 197,992** 14,395** 2,551** ABC 21 4,802** 59,459** 22,120** 1,608** Greška 168 0,508 17,605 5,716 0,569 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,259 3,920 4,212 0,206 A (godina) y 1 33,097** 8636,971** 49074,002** 13081,870** Greška 2 0,191 22,329 164,667 4,592 B (lokacija) l 1 6,931* 10303,252** 34945,667** 48,188* AB 1 1,621 136,110* 1156,123** 1026,646** Greška 4 0,316 11,190 16,052 4,851 C (genotip) g 21 1,612** 101,295** 605,911** 767,150** AC 21 0,310** 38,662** 163,457** 192,621** BC 21 0,158** 60,514** 222,214** 115,486** ABC 21 0,217** 24,620** 114,428** 88,409** Greška 168 0,078 6,968 21,153 4,788 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 48 U tabeli 9. prikazane su sredine kvadrata iz analize varijanse prinosa zrna i njegovih komponenti potomstava majki (L6) i njihovih ukrštanja sa sestrinskom linijom (L30), kao i inicijalnih roditelja od kojih su formirana sva potomstva obuhvaćena ovim prouĉavanjem. Razlike izmeĊu godina su statistiĉki vrlo znaĉajne za većinu osobina biljke obuhvaćenih istraţivanjem, a zaĉajne za broj grana i masu 1000 zrna. Lokacija je uticala na ispoljavanje vrlo znaĉajnih razlika kod prinosa zrna po biljci, visine stabla, broja nodusa, broja mahuna, broj zrna i mase 1000 zrna. Za razliku od ovih osobina, nije bilo znaĉajne razlike izmeĊu lokacija za broj grana po biljci i visinu najniţe mahune, kao i kod potomstava iz prethodne kombinacije ukrštanja u punom srodstvu. UtvrĊene su statistiĉki visoko signifikantne razlike izmeĊu genotipova za sve prouĉavane osobine. Interakcije izmeĊu genotipa i godine, genotipa i lokacije i genotipa godine i lokacije takoĊe su bile visoko znaĉajne. 49 Tabela 9. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki, FSF1:2 potomstava iz kombinacije ukršanja L6 x L30, i poĉetnih roditelja Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 1,112 19,304 1,792 0,082 A (godina) y 1 1205,240** 2136,145** 1292,427** 22,635** Greška 2 3,247 44,159 1,301 0,061 B (lokacija) 1 3692,503** 241914,806** 89,591 3182,688** AB 1 999,347** 5067,483** 233,501* 334,451** Greška 4 4,129 27,398 12,096 0,185 C (genotip) 31 15,994** 334,103** 31,003** 3,792** AC 31 6,369** 60,960** 15,787** 1,523** BC 31 4,530** 130,989** 17,883** 1,449** ABC 31 3,697** 41,485** 18,155** 1,764** Greška 248 0,802 9,227 1,972 0,229 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,252 21,736 100,949 22,125 A (godina) y 1 17,699* 8167,723** 31686,608** 710,437* Greška 2 0,415 44,295 105,457** 27,655 B (lokacija) 1 1,193 30474,161** 121124,374** 2052,067** AB 1 0,017 3457,980** 19033,105** 18711,007** Greška 4 1,341 31,607 146,588 11,383 C (genotip) 31 0,907** 111,034** 587,042** 780,221** AC 31 0,908** 23,676** 147,557** 210,203** BC 31 0,242** 26,881** 126,482** 241,625** ABC 31 0,180** 19,888** 95,216** 109,292** Greška 248 0,089 5,889 23,308 9,417 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 50 6.2.2. Analiza varijanse potomstava linija soje majki i sestrinskih kombinacija ukrštanja L30 x L38 i L6 x L30 Za izraĉunavanje genetiĉke i fenotipske varijanse, heritabilnosti u širem smislu i genetiĉkih i fenotipskih koeficijenata varijacije osam prouĉavanih osobina testiranih genotipova soje, uraĊena je analiza varijanse za brojnija potomstva majki i potomstva ukrštanja u punom srodstvu, kombinacija L30 x L38 i L6 x L30 posebno za svaku kategoriju potomstva (F3:4 i FSF1:2). Za dalja izraĉunavanja korišćene su sredine kvadrata iz trećeg dela analize varijanse. Iz kombinacije ukrštanja sestrinskih linija soje L38 x L6 ostvareno je samo 10 potomstava ukrštanja u punom srodstvu. Zbog ovako malog broja potomstava precizniji biometrijski pokazatelji za ovu kombinaciju ukrštanja u punom srodstvu nisu raĊeni. U tabeli 10. prikazane su izraĉunate vredosti sredina kvadrata iz analize varijanse F3:4 potomstava majki iz kombinacije ukrštanja L30 x L38. Kod ove kombinacije ukrštanja u punom srodstvu ostvaren je najveći broj uspešnih ukrštanja, dobijeno je 20 uspešno ukrštenih FSF1 semena. Ustanovljene su statistiĉki znaĉajne i vrlo znaĉajne razlike izmeĊu godina trajanja eksperimenta a visoko signifikantne izmeĊu lokacija na kojima je poljski eksperiment postavljen, za sve prouĉavane osobine. Interakcija godine i lokacije je takoĊe bila vrlo znaĉajna. UtvrĊene su vrlo znaĉajne razlike u zavisnosti od genotipa, kako za prinos zrna po biljci tako i za njegove komponente obuhvaćene istraţivanjem. Sredine kvadrata za sve interakcije genotipa i uslova spoljne sredine takoĊe su dostigle statistiĉki vrlo znaĉajne vrednosti. 51 Tabela 10. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki iz kombinacije ukršanja L30 x L38 Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 0.115 6,376 0,102 0,368 A (godina) y 1 2239,926** 13697,216** 696,084** 29,519* Greška 2 0,065 11,885 2,563 0,770 B (lokacija) 1 1579,835** 91123,550** 128,466** 1736,503** AB 1 24,563** 2057.448** 51,143** 6,531** Greška 4 0,062 3,350 1,016 0,263 C (genotip) 19 9,192** 371,755** 25,540** 5,772** AC 19 4,091** 141,909** 19,370** 3,119** BC 19 4,008** 71,963** 23,624** 2,987** ABC 19 5,454** 104,007** 18,956** 5,318** Greška 152 0,069 6,964 0,899 0,247 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,016 4,019 5,782 20,037 A (godina) y 1 30,331** 8061,540** 39682,823** 35468,292** Greška 2 0,009 1,512 2,284 6,811 B (lokacija) 1 2,158** 12144,452** 48252,781** 633,100** AB 1 1,568** 21,588** 98,309** 105,337** Greška 4 0,006 0,389 4,070 2,164 C (genotip) 19 1,096** 45,471** 275,733** 715,583** AC 19 0,554** 41,504** 187,971** 253,516** BC 19 0,249** 20,284** 105,565** 257,546** ABC 19 0,215** 33,328** 205,319** 141,196** Greška 152 0,013 1,022 3,494 12,388 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 52 Sredine kvadrata iz analize varijanse svih testiranih osobina soje, potomstava ukrštanja u punom srodstvu kombinacije L30 x L38, prikazane su u tabeli 11. Tabela 11. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije L30 x L38 Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 0,172 0,765 0,562 0,138 A (godina) y 1 2544,499** 12092,720** 635,767** 42,538** Greška 2 0,447 9,938 2,404 0,065 B (lokacija) 1 1618,866** 113334,986** 347,186** 2018,052** AB 1 139,782** 4345,206** 35,713** 104,280** Greška 4 0,119 6,397 0,677 0,096 C (genotip) 19 9,551** 551,395** 42,716** 9,539** AC 19 7,362** 126,326** 10,345** 2,529** BC 19 4,765** 170,109** 19,114** 4,031** ABC 19 6,102** 79,790** 12,195** 2,935** Greška 152 0,101 7,353 0,933 0,095 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,003 0,854 1,425 1,733 A (godina) y 1 36,520** 9029,125** 43872,130** 37948,830** Greška 2 0,011 5,133 10,783 3,738 B (lokacija) 1 5,358** 126,154** 48738,705** 555,408** AB 1 0,928** 235,125** 1854,649** 343,444** Greška 4 0,008 2,125 11,708 21,762 C (genotip) 19 0,392** 56,656** 370,829** 710,791** AC 19 0,388** 51,917** 267,383** 82,900** BC 19 0,399** 28,697** 126,636** 75,780** ABC 19 0,438** 39,291** 207,898** 88,081** Greška 152 0,010 1,032 5,873 9,735 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 53 Kao i kod potomstava majki iz ove kombinacije, utvrĊena je znaĉajnost sredina kvadrata koje potvrĊuju varijabilnost u zavisnosti od godina, lokacija, genotipova i svih njihovih interakcija. UtvrĊena je statistiĉka znaĉajnost za nivo verovatnoće od 1% kod svih prouĉavanih osobina. UraĊena je analiza varijanse za F3:4 potomstva linije L6, majke u sestrinskoj kombinaciji ukrštanja sa linijom soje L30, a sredine kvadrata prikazane su u tabeli 12. Tabela 12. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linije majke iz kombinacije ukršanja L6 x L30 Osobina Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 1,940 8,822 0,732 0,014 A (godina) y 1 364,120** 9272,684** 567,539** 12,487** Greška 2 1,188 9,316 0,447 0,007 B (lokacija) l 1 1701,846** 117961,216** 32,956 1352,190** AB 1 364,963** 1838,631** 263,054** 133,248** Greška 4 2,711 13,924 8,046 0,184 C (genotip) g 14 8,718** 157,761** 28,890** 4,081** AC 14 2,387** 70,357** 16,045** 1,457** BC 14 4,179** 68,660** 21,334** 0,872** ABC 14 2,118** 32,625** 16,140** 2,162** Greška 112 0,561 9,993 2,027 0,238 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,390 6,658 75,226 4,859 A (godina) y 1 3,286 3714,084** 12824,309** 133,283 Greška 2 0,313 23,104 55,295 29,819 B (lokacija) l 1 0,899 14533,957** 57421,903** 2114,185** AB 1 0,107 1174,942** 6590,701** 9177,614** Greška 4 0,187 23,708 146,397 22,006 C (genotip) g 14 1,393* 110,023** 569,638** 545,664** AC 14 0,152 19,750** 95,479** 120,105** BC 14 0,187* 27,525** 119,540** 211,843** ABC 14 0,193* 12,726* 59,314** 167,235** Greška 112 0,089 6,404 21,331 14,463 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 54 Prema znaĉajnosti sredine kvadrata, koje pokazuju razlike kod prouĉavanih osobina u zavisnosti od godina izvoĊenja eksperimenta, ustanovljeno je da da je uticaj godine bio statistiĉki znaĉajan za nivo rizika od 99%, za sve osobine osim broja grana i mase 1000 zrna za koje nije konstatovan pouzdan uticaj godine. Tabela 13. Sredine kvadrata iz analize varijanse prouĉavanih osobina soje FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije ukršanja L6 x L30 Osobine Izvori variranja df Prinos zrna po biljci (g) Visina stabla (cm) Visina najniţe mahune (cm) Broj nodusa Ponavljanja 2 0,206 9,514 1,652 0,008 A (godina) y 1 456,786** 11306,755** 604,817** 14,140** Greška 2 2,648 20,316 4,122 0,089 B (lokacija) 1 1878,323** 110964,775** 22,862 1588,059** AB 1 653,446** 2715,926** 22,663 198,009** Greška 4 2,304 22,213 7,720 0,037 C (genotip) 14 13,194** 559,383** 30,773** 4,192** AC 14 6,422** 52,330** 17,607** 1,401** BC 14 4,506** 206,781** 14,832** 1,764** ABC 14 3,194** 47,288** 19,279** 1,325** Greška 112 1,085 8,174 1,858 0,225 Broj grana Broj mahuna Broj zrna Masa 1000 zrna (g) Ponavljanja 2 0,017 25,996 64,279 18,851 A (godina) y 1 15,103** 3900,331** 15800,875** 1994,670** Greška 2 0,113 26,750 77,803 10,626 B (lokacija) 1 0,218 14883,422** 59542,310** 353,921** AB 1 0,018 2499,475** 13289,023** 8694,450** Greška 4 0,237 12,717 39,113 0,885 C (genotip) 14 0,473** 53,080** 274,666** 567,992** AC 14 0,370** 26,885** 156,878** 209,424** BC 14 0,337** 19,363** 114,594** 272,155** ABC 14 0,288* 13,639** 68,721** 72,577** greška 112 0,093 5,322 24,797 4,964 *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće 55 Sredine kvadrata koje pokazuju uticaj lokacije na varijabilnost osobina obuhvaćenih istraţivanjem su uglavnom bile visoko signifikantne, sa izuzetkom visine najniţe mahune i broja grana koje nisu dostigle znaĉajne vrednosti. Broj grana je jedina osobina na ĉiju varijabilnost interakcija faktora spoljne sredine (godine i lokacije) nije znaĉajno uticala. Testiranjem znaĉajnosti sredina kvadrata genotipa utvrĊene su vrlo znaĉajne razlike u okviru svih osobina potomstava majke u ovoj kombinaciji ukrštanja, a znaĉajne za broj grana. Interakcije genotipa i faktora spoljne sredine su preteţno bile statistiĉki vrlo znaĉajne i znaĉajne, osim interakcije genotip/godina za broj grana ĉija sredina kvadrata nije dostigla signifikantnu vrednost. Prema statistiĉkoj znaĉajnosti sredina kvadrata prikazanih u tabeli 13. za potomstva ukrštanja u punom srodstvu L6 x L30, utvrĊeni su vrlo znaĉajni uticaji godina, lokacija, genotipova i njihovih interakcija na varijabilnost prinosa zrna po biljci, visinu biljke, broj nodusa, broj mahuna, broj zrna i masu 1000 zrna. Analizom varijanse nije potvrĊen pouzdan uticaj lokacije i interakcije godine i lokacije na visinu najniţe mahune i broj grana po biljci za potomstva L6 i L6 x L30. 6.3. Komponente varijanse, koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu Za manje brojna potomstva kombinacije L38 x L6 sa svega 10 uspešno odgajenih FSF1 biljaka nije raĊena detaljnija statistiĉka obrada. Pod brojnijim potomstvima se podrazumevaju potomstva linija majki i odgovarajućih ukrštanja sa sestrinskom linijom sa 20 i 15 uspešno odgajenih FSF1 biljaka, za koje su izraĉunati planirani genetiĉko-statistiĉki pokazatelji. 56 6.3.1. Komponente varijanse Izraĉunate vrednosti komponenti varijanse za osam prouĉavanih osobina, obe kategorije testiranih potomstava sestrinske kombinacije ukrštanja L30 x L38 prikazane su u tabeli 14, a kombinacije L6 x L30 u tabeli 15. Tabela 14. Komponente varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki i FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije L30 x L38 Osobine F3:4 Prinos zrna po biljci (g) 0,546 0* 0* 1,795 0,069 1,000 Visina stabla (cm) 21,849 6,267 0* 32,348 6,964 33,650 Visina mahune (cm) 0,125 0,069 0,778 6,019 0,899 2,128 Broj nodusa 0,415 0* 0* 1,690 0,247 0,858 Broj grana 0,042 0,057 0,006 0,067 0,013 0,091 Broj mahuna 1,418 1,363 0* 10,768 1,022 4,876 Broj zrna 15,626 0* 0* 67,275 3,494 32,737 Masa 1000 zrna (g) 28,809 18,720 19,392 42,936 12,388 59,632 FSF1:2 Prinos zrna po biljci (g) 0,294 0,210 0* 2,000 0,101 0,907 Visina stabla (cm) 27,896 7,756 15,053 24,146 7,353 45,950 Visina mahune (cm) 2,121 0* 1,153 3,754 0,933 3,714 Broj nodusa 0,493 0* 0,183 0,947 0,095 0,829 Broj grana 0,004 0* 0* 0,143 0,010 0,040 Broj mahuna 1,278 2,104 0* 12,753 1,032 5,604 Broj zrna 15,392 9,914 0* 67,342 5,873 37,674 Masa 1000 zrna (g) 53,349 0* 0* 26,115 9,735 60,689 *za varijanse za koje su izraĉunate vrednosti negativne, uzeta je vrednost 0 Poznato je da fenotipska varijansa ( predstavlja ukupno variranje izmeĊu fenotipova gajenih u datim uslovima spoljne sredine. Genetĉka varijansa ( je deo ovog variranja koji pokazuje genotipske razlike izmeĊu fenotipova. Varijansa interakcije ( je deo ukupnog variranja odgovoran za specifiĉno ispoljavanje razlika izmeĊu genotipova do kojih ne bi došlo u drugaĉijim uslovima gajenja (Dudley i Moll, 1969). Prema tome vrednosti fenotipske varijanse moraju biti veće od genetiĉke za istu osobinu, kao što je i prikazano u tabelama 14. i 15. 57 Kada se uporede vrednosti genetiĉke i fenotipske varijanse vidi se da je udeo genetiĉke varijanse u ukupnom variranju razliĉit kako za pojedine osobine tako i za potomstva. Kod F3:4 potomstava linije L30 (tabela 14.) uoĉeno je najveće uĉešće genetiĉke varijanse za visinu stabla a najmanje za visinu najniţe mahune. Kod FSF1:2 potomstava ukrštanja L30 sa sestrinskom linijom L38 najveće uĉešće genetiĉke varijanse je konstatovano za masu 1000 zrna a najmanje za broj mahuna. Tabela 15. Komponente varijanse prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki i FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije L6 x L30 Osobine F3:4 Prinos zrna po biljci (g) 0,362 0,033 0,332 0,542 0,561 0,727 Visina stabla (cm) 4,281 6,289 6,006 7,544 9,993 13,147 Visina mahune (cm) 0,638 0* 0,866 4,704 2,027 2,415 Broj nodusa 0,327 0* 0* 0,641 0,238 0,507 Broj grana 0,104 0* 0* 0,035 0,089 0,120 Broj mahuna 6,290 1,171 2,467 2,107 6,404 9,169 Broj zrna 34,502 6,208 10,023 12,661 21,331 47,470 Masa 1000 zrna (g) 31,746 0* 7,435 50,942 14,463 49,400 FSF1:2 Prinos zrna po biljci (g) 0,455 0,538 0,219 0,703 1,085 1,100 Visina stabla (cm) 28,963 0,840 26,582 13,038 8,174 46,615 Visina mahune (cm) 1,468 0* 0* 5,807 1,858 3,074 Broj nodusa 0,196 0,013 0,073 0,367 0,225 0,349 Broj grana 0,005 0,030 0,025 0,032 0,093 0,048 Broj mahuna 1,706 2,208 0,954 2,772 5,322 4,423 Broj zrna 5,993 14,692 7,646 14,641 24,797 22,889 Masa 1000 zrna (g) 13,249 22,808 33,263 22,538 4,964 47,333 *za varijanse za koje su izraĉunate vrednosti negativne, uzeta je vrednost 0 Najizraţenije uĉešće genetiĉke varijanse u okviru F3:4 potomstava linije L6 (tabela 15), utvrĊeno je za broj grana, a kod FSF1:2 potomstava iz kombinacije L6 x L30 za visinu stabla. Najmanje uĉešće genetiĉke varijanse u ukupnom variranju kod navedenih potomstva je primećeno za visinu najniţe mahune (L6) i broj boĉnih grana (L6 x L30). U zavisnosti od uslova gajenja odnosi izmeĊu osobina mogu biti u razliĉitom stepenu izmenjeni (Kwon i Torrie, 1964). Postoji i specifiĉna reakcija 58 pojedinih genotipova na razliĉite uslove gajenja (Holkar i sar. 2008), tako da se navedene razlike mogu objasniti specifiĉnom reakcijom testiranih potomstava i osobina na uslove spoljne sredine za vreme trajanja eksperimenta. Komponente varijanse prouĉavanih osobina potomstava linija majki i potomstava ukrštanja u punom srodstvu obuhvaćenih testiranjem u ovom radu bili su polazna osnova za izraĉunavanje genetiĉkih i fenotipskih koeficijenata varijacije, heritabilnosti u širem smislu i genetske dobiti od selekcije. 6.3.2. Koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu Vrednosti koeficijenata fenotipske varijacije (CVph) su bile više od koeficijenata genetiĉke varijacije (CVg) za sva prouĉavana potomstva, kao što su to posebno istakli Mehta i sar. (1986) i Rajput i sar. (1987) . Tabela 16. Koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki i FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije L30 x L38 Osobine % % F3:4 Prinos zrna po biljci (g) 5,97 8,08 0,55 0,262 Visina stabla (cm) 4,30 5,34 0,65 0,277 Visina mahune (cm) 1,48 6,10 0,06 0,369 Broj nodusa 3,67 5,28 0,48 0,227 Broj grana 12,39 18,20 0,46 0,295 Broj mahuna 3,74 6,94 0,29 0,285 Broj zrna 5,56 8,04 0,48 0,259 Masa 1000 zrna (g) 3,10 4,46 0,48 0,295 FSF1:2 Prinos zrna po biljci (g) 4,17 7,34 0,32 0,307 Visina stabla (cm) 4,72 6,05 0,61 0,292 Visina mahune (cm) 6,06 8,03 0,57 0,289 Broj nodusa 4,03 5,23 0,60 0,291 Broj grana 8,23 13,78 0,09 0,288 Broj mahuna 3,40 7,12 0,23 0,302 Broj zrna 5,24 8,20 0,41 0,276 Masa 1000 zrna (g) 4,24 4,53 0,88 0,284 59 Varijabilnost prinosa zrna po biljci i njegovih komponenti, potomstava majki i ukrštanja sa sestrinskom linijom u kombinaciji L30 x L38, izraţena je preko koeficijenata varijacije i prikazana u tabeli 16. Varijabilnost prinosa zrna po biljci je bila nešto viša kod potomstava majki (CVg = 5,97%; CVph = 8,08%) u odnosu na potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom (CVg = 4,17%; CVph = 7,35%). Broj boĉnih grana je osobina sa najvećom varijabilnošću, koja je takoĊe bila veća u okviru potomstava majki (CVg = 12,39%; CVph = 18,20%) u odnosu na potomstava ukrštanja u punom srodstvu (CVg = 8,23%; CVph = 13,78%). Varijabilnost najniţe mahune se povećala kod potomstava sestrinskog ukrštanja (CVg = 6,06%; CVph = 8,03%) u odnosu na potomstvo linije koja je korišćena kao majka (CVg = 1,48%; CVph = 6,10%). Varijabilnost visine stabla i najvaţnijh komponenti prinosa broja mahuna, broja zrna i mase 1000 zrna, se zadrţala na pribliţnom nivou posle obavljenog sestrinskog ukrštanja L30 x L38. Tabela 17. Koeficijenti varijacije i heritabilnost u širem smislu prouĉavanih osobina soje F3:4 potomstava linija majki i FSF1:2 potomstava ukrštanja u punom srodstvu iz kombinacije L6 x L30 Osobine % % F3:4 Prinos zrna po biljci (g) 5,30 7,52 0,50 0,336 Visina stabla (cm) 1,87 3,27 0,36 0,333 Visina mahune (cm) 3,08 6,00 0,26 0,379 Broj nodusa 3,38 4,21 0,65 0,251 Broj grana 21,28 22,87 0,86 0,317 Broj mahuna 7,77 9,39 0,69 0,327 Broj zrna 8,24 9,66 0,73 0,365 Masa 1000 zrna (g) 3,55 4,42 0,64 0,314 FSF1:2 Prinos zrna po biljci (g) 5,50 8,54 0,41 0,393 Visina stabla (cm) 4,88 6,19 0,62 0,607 Visina mahune (cm) 4,89 7,08 0,48 0,481 Broj nodusa 2,61 3,49 0,56 0,516 Broj grana 4,51 14,70 0,09 0,107 Broj mahuna 3,94 6,34 0,39 0,367 Broj zrna 3,35 6,54 0,26 0,249 Masa 1000 zrna (g) 2,17 4,11 0,28 0,269 60 Najveća varijabilnost, kod kombinacije L6 x L30 ukrštanja u punom srodstvu (tabela 17) utvrĊena je za broj boĉnih grana, ubedljivo veća kod potomstava L6 (CVg = 21,28%; CVph = 22,37%) u odnosu na daleko niţe niţe vrednosti za potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom L30 (CVg = 4,51%; CVph = 14,70). Ostale prouĉavane osobine su se svrstale u one koje su pokazale veću varijabilnost kod F3:4 potomstava kao što su broj nodusa, broj mahuna, broj zrna i masa 1000 zrna i one sa većom varijabilnošću kod FSF1:2 potomstava, i to prinos zrna po biljci, visina stabla i visina najniţe mahune. Ovo je u saglasnosti sa rezultatima Aditya i sar. (2011) kao i Bhat i sar. (2012) koji su prouĉavajući srodne genotipove soje, utvrdili velike razlike koeficijenata varijacije za osobine obuhvaćene istraţivanjem. Izraĉunate vrednosti za heritabilnost u širem smislu prouĉavanih osobina kretale su se u širokim granicama kod testiranih potomstava. Davno je uoĉeno da heritabilnost u širem smislu pokazuje veliku varijabilnost u zavisnosti od prouĉavanog materijala i uslova spoljne sredine uz razlike za pojedine osobine (Chan i sar. 1986). Svi genotipovi prouĉavani u ovom radu potiĉu od istih poĉetnih roditelja. Uprkos tome, postojale su razlike izmeĊu testiranih potomstava kako za izraĉunate vrednosti heritabilnosti u širem smislu, tako i za znaĉajnost tih vrednosti kada se uporede sa standardnom greškom heritabilnosti. Heritabilnost u širem smislu, prikazana u tabeli 16, za prinos zrna po biljci F3:4 potomstava linije L30 iznosila je 0,55 a FSF1:2 potomstava njenog ukrštanja sa sestrinskom linijom L38 0,32. Za iste kategorije potomstava sestrinske kombinacije ukrštanja L6 x L30, koje su prikazane u tabeli 17, ove vrednosti su bile 0,50 za F3:4 potomstva i 0,41 FSF1:2 uz dosta visoku standardnu grešku heritabilnosti. Dobijene vrednosti za heritabilnost prinosa zrna po biljci su niţe od Sudarić i sar. (2002) koji su dobili vrednost od 0,71, Nassar (2013) od 0,63 a takoĊe i Karnwal i Singh (2009) koji su dobili vrednost od ĉak 0,80 za prinos zrna po biljci. Visina stabla se smatra osobinom sa visokim stepenom naslednosti, ali u specifiĉnim uslovima, što se dogodilo i u ovom sluĉaju, dolazi do izraţaja uticaj spoljne sredine, što je u saglasnosti sa istraţivanjima Hrustić i sar.1985. Heritabilnost visine 61 stabla testiranih potomstava bila je pouzdana za F3:4 potomstava linije L30 i znosila je 0,65 i 0,61 za FSF1:2 potomstva ukrštanja sa linijom L38 (tabela 16). Kod manje brojnih potomstava prikazanih u tabeli 17, za F4 potomstava linije L6 bila je 0,36 a FSF1:2 potomstava ukrštanja sa linijom L30 nešto viša (0,62) sa takoĊe višom standardnom greškom heritabilnosti. Prema literaturnim podacima, heritabilnost visine stabla se kreće izmeĊu 0,63 (Sudarić i sar. 2002) i 0,85 (Karnwal i Singh, 2009). Jedina vrednost za heritabilnost u širem smislu visine najniţe mahune, koja je dostigla pouzdanu vrednost izraĉunata je kod FSF1:2 potomstava ukrštanja L30 x L38 (tabela 16.). Ovo je ujedno i najviša vrednost ovog pokazatelja za visinu najniţe mahune u okviru testiranih potomstava i iznosila je 0,57. Kod ostalih potomstava heritabilnost visine najniţe mahune se kretala od 0,06 (F3:4 L30 prikazana u tabeli 16) do 0,48 (F1:2 L6 x L30 prikazana u tabeli 17) a kada se uporedi sa standardnom greškom heritabilnosti, njene vrednosti se ne mogu smatrati pouzdanim. Heritabilnost broja nodusa na glavnom stablu F3:4 potomstava majki L30 (tabela 16) iznosila je 0,48, a F3:4 za potomstava linje L6 (tabela 17) dobijena je vrednost od 0,65, što se, kada se uporedi sa vrednostima standardne greške heritabilnosti, moţe smatrati pouzdanim. Heritabilnost broja nodusa kod potomstava sestrinskih ukrštanja L30 x L38 i L6 x L30 iznosila je 0,60 i 0,56. Do sliĉnih rezultata su došli Sudarić i sar. (2002), dok su Karnwal i Singh (2009) prikazali znatno niţu vrednost od 0,3. Heritabilnost broja boĉnih grana je varirala u širokim granicama kod potomstava majki (F3:4 linija L30 i L6) i iznosila je 0,46 i 0,87 a odgovarajućih sestrinskih ukrštanja bila je ista 0,09 kao što je prikazano u tabelama 16 i 17. Prema objavljenim rezultatima heritabilnost broja grana se kreće do 0,91 (Aditya i sar. 2011). Broj mahuna po biljci je pokazao variranje vrednosti za heritabilnost u zavisnosti od materijala-potomstava. Više vrednosti su izraĉunate za potomstva majki (0,69) i potomstva sestrinskih ukrštanja (0,39) kombinacije L6 x L30 (tabela 17), u odnosu na brojnija potomstva iz kombinacije L 30 x L38, (0,29 za potomstva majki i 0,23 za potomstva ukrštanja u punom srodstvu prikazano u tabeli 16). Ovako niske vrednosti i veliku varijabilnost heritabilnosti za broj mahuna po biljci dobili su Costa i sar (2008) pri testiranju F3 familija iz razliĉitih kombinacija ukrštanja. 62 Heritabilnost broja zrna po biljci (tabela 16) kod potomstava majki i ukrštanja u punom srodstvu kombinacije L 30 x L38 je pokazala sliĉne vrednosti od 0,48 i 0,41 sa zadovoljavajućom pouzdanošću. Potomstva majki i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom kombinacije L6 x L30 (tabela 17), su pokazala mnogo veću razliku dobijenih vrednosti za heritabilnost broja zrna (0,73 i 0,26). Prema literaturnim podacima, heritabilnost u širem smislu broja zrna po biljci kretala se od 0,35 (Costa i sar. 2008) do 0, 95 (Karnwal i Singh, 2009). UtvrĊena je niţa heritabilnost mase 1000 zrna za potomstva majki (0,48) kombinacije ukrštanja L 30 x L38 i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom (0,88) kao što je prikazano u tabeli 16. Kod kombinacije L6 x L30 je za potomstva majki dobijena vrednost heritabilnosti mase 1000 zrna od 0,64 što je više u odnosu na odgovarajuća potomstva ukrštanja u punom srodstvu od 0,28 (tabela 17). Heritabilnost mase 1000 zrna se, prema podacima iz literature, kreće izmeĊu 0,73 (Nassar, 2013) i 0,91 (Aditya i sar. 2011). 6.4. Koeficijenti korelacije prouĉavanih osobina soje izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih ukrštanja u punom srodstvu Da bi se ustanovilo da li postoji i kolika je povezanost izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih sestrinskih ukrštanja u okviru prinosa zrna po biljci i ostalih prouĉavanih osobina uraĊene su linearne (proste) korelacije i korelacije ranga po Spirmanu, za kombinacije uspešnijih sestrinskih ukrštanja. Vrednosti koeficijenata korelacije pojedinih prouĉavanih osobina izmeĊu potomstava majki i potomstava njihovih ukrštanja sa sestrinskom linijom za kombinaciju L30 x L38 prikazane su u tabeli 18. Korelaciona povezanost izmeĊu osobina potomstava majki i odgovarajućih potomstava ukrštanja u punom srodstvu je uglavnom bila niska i nesignifikantna tako da praktiĉno nije postojala. 63 Tabela 18. Koeficijenti korelacije (r) i koeficijenti korelacije ranga (rs) prouĉavanih osobina soje izmeĊu potomstava majki i potomstava sestrinskih ukrštanja kombinacije L30 x L38 Osobine r rs Prinos zrna po biljci -0,116 -0,191 Visina stabla 0,487* 0,424* Visina najniţe mahune 0,159 0,393 Broj nodusa -0,002 0,066 Broj grana 0, 179 0,192 Broj mahuna 0,156 0,181 Broj zrna 0,141 0,136 Masa 1000 zrna 0,307 0,638** *statistiĉki znaĉajno na nivou 5% verovatnoće ** statistiĉki znaĉajno na nivou 1% verovatnoće UtvrĊena je pouzdana, srednje jaka korelaciona veza izmeĊu visine stabla potomstava majki i visine stabla potomstava ove kombinacije ukrštanja u punom srodstvu i to kako preko koeficijenta proste korelacije tako i preko koeficijenta korelacije ranga. Prema koeficijentu korelacije ranga konstatovana je i visoko signifikano znaĉajna povezanost izmeĊu veliĉine zrna potomstava majki i veliĉine zrna potomstava sestrinskih ukrštanja. Ovakve vrednosti koeficijenata korelacije ukazuju nato da su visina stabla i masa 1000 zrna bile osobine na koje je komponenta oca imala najmanji uticaj. 64 Tabela 19. Koeficijenti korelacije (r) i koeficijenti korelacije ranga (rs) prouĉavanih osobina soje izmeĊu potomstava majki i potomstava sestrinskih ukrštanja kombinacije L6 x L30 Osobine r rs Prinos zrna po biljci -0,171 -0,057 Visina stabla 0,419 0,389 Visina najniţe mahune 0,033 0,093 Broj nodusa 0,143 0,118 Broj grana -0,103 -0,161 Broj mahuna -0,190 -0,182 Broj zrna -0, 287 -0,289 Masa 1000 zrna 0,341 0,300 Povezanost pojedinih prouĉavanih osobina izmeĊu potomstava majki i potomstava ukrštanja u bliskom srodstvu za kombinaciju L6 x L30 prikazana je u tabeli 19. Nije utvrĊena pouzdana povezanost izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih potomstava ukrštanja u punom srodstvu ni za jednu od prouĉavanih osobina. Nedostatak povezanosti prouĉavanih osobina potomstava linije L6, koja je korišćena kao majka i potomstava njenih ukrštanja sa sestrinskom linijom, ukazuje na uticaj komponente koja je korišćena kao otac (L30), u ovoj kombinaciji ukrštanja sestrinskih linija. 65 6.5. Genetiĉka dobit od selekcije Za kombinacije L30 x L38 i L6 x L30 izraĉunata je genetiĉka dobit i relativna genetiĉka dobit po kategorijama potomstava, za prinos zrna po biljci i ostale prouĉavane osobine vezane za prinos. Tabela 20. Genetiĉka dobit od selekcije za potomstva majki (L30 F3:4) i potomstva sestrinskih ukrštanja soje kombinacije (L30 x L38 FSF1:2) Osobine Potomstva Gs R (%) Srednja vrednost Prinos zrna po biljci (g) L30 F3:4 0,96 7,75 12,38 L30 x L38 FSF1:2 0,54 4,18 12,98 Visina stabla (cm) L30 F3:4 6,62 6,10 108,65 L30 x L38 FSF1:2 7,24 6,46 111,99 Visina najniţe mahune (cm) L30 F3:4 0,15 0,62 24,09 L30 x L38 FSF1:2 1,93 7,78 24,61 Broj nodusa L30 F3:4 0,79 4,49 17,55 L30 x L38 FSF1:2 0,95 5,44 17,51 Broj grana L30 F3:4 0,24 14,25 1,73 L30 x L38 FSF1:2 0,03 1,81 1,74 Broj mahuna L30 F3:4 1,12 3,55 31,81 L30 x L38 FSF1:2 0,95 2,86 33,25 Broj zrna L30 F3:4 4,80 6,75 71,15 L30 x L38 FSF1:2 4,41 5,89 74,91 Masa 1000 zrna (g) L30 F3:4 6,56 3,80 172,79 L30 x L38 FSF1:2 12,05 7,00 172,16 66 Prema ostvarenoj genetiĉkoj dobiti, prikazanoj u tabeli 20, prouĉavane osobine potomstava iz kombinacije L30 x L38 su se svrstale u dve grupe. Genetiĉka dobit za prinos zrna po biljci bila je veća kod potomstava majki (0,96g) u odnosu na potomstva ukrštanja u punom srodstvu (0,54g), a isti odnos je konstatovan i za broj grana (0,24 kod potomstava majki i 0,03 kod potomstava ukrštanja sa sestrinskom linijom), broj mahuna (1,12 za potomstva L30 i 0,95 za potomstva L30 x L38) i za broj zrna, sa ne tako drastiĉnom razlikom sa vrednostima od 4,80 i 4,14 zrna po biljci za odgovarajuća potomstva. U drugu grupu spadaju osobine kod kojih je izraĉunata vrednost genetiĉke dobiti bila veća za potomstva sestrinskih ukrštanja u odnosu na potomstva majki. Ovde spadaju visina stabla (7,24 cm za potomstva sestrinskih ukrštanja u odnosu na 6,62 cm za potomstva majki), visina mahune (1,93 cm za potomstva sestrinskih ukrštanja u odnosu na 0,15 cm za potomstva majki), broj nodusa (0,95 za potomstva L30 x L38 i 0,79 za potomstva L30) i masa 1000 zrna sa uoĉljivom razlikom izraĉunate vrednosti genetiĉke dobiti izmeĊu testiranih potomstava ukrštanja u punom srodstvu od 12,05g i njihovih majki od 6,56g. Proseĉne vrednosti za sve prouĉavane osobine kod obe kategorije potomstava iz kombinacije L30 x L38 se nisu znaĉajno razlikovale tako da se isti odnosi vide i kada se posmatra genetiĉka dobit preko relativnog pokazatelja. Najveća relativna genetiĉka dobit je izraĉunata za broj boĉnih grana po biljci za potomstva linije L30 (14,25%) a najmanja (0,62%) za visinu najniţe mahune istog potomstva. Najveća razlika izmeĊu genetiĉke dobiti ostvarene kod potomstava majki i sestrinskih ukrštanja u okviru ove kombinacije utvrĊena je za osobinu broj grana (14,25% i 1,81%) a najmanja za visinu stabla (6,10% i 6,46%). Dobit od selekcije za potomstva odgajena iz linije L6 i njenog ukrštanja sa sestrinskom linijom L30 prikazana je u tabeli 21. Moţe da se kaţe da je genetiĉka dobit za prinos zrna po biljci je bila identiĉna za obe kategorije potomstava (0,75g i 0,76g), što se vidi i po relativnom pokazatelju (6,47% i 6,21%). Kod ostalih prouĉavanih osobina vrednosti za genetiĉku dobit od selekcije su se više razlikovale. Genetiĉka dobit kod potomstava ukrštanja L6 x L30 za visinu stabla (7,46 cm) i visinu najniţe formirane mahune (1,47 cm) bila je viša u odnosu na visinu (2,08 cm) i visinu mahune (0,72 cm) potomstava njihovih majki. Ostvarena genetiĉka dobit kod potomstava majki za broj nodusa (0,80), broj grana (0,52), broj mahuna po biljci (3,66), broj zrna po biljci (8,81) i masu 1000 zrna (7,94g), bila je viša u odnosu na dobit za broj nodusa (0,58), broj grana 67 (0,04), broj mahuna (1,43) i masu 1000 zrna (3,39g) potomstava ukrštanja u punom srodstvu. UporeĊivanjem izraĉunatih vrednosti relativne genetiĉke dobiti od selekcije utvrĊeno je da je najveća dobit ostvarena za broj grana potomstava majki (35,4%), mada to ne predstavlja ni jednu celu granu po biljci, a najmanja (1,88%) za visinu stabla potomstava majki. Tabela 21. Genetiĉka dobit od selekcije za potomstva majki (L6 F3:4) i potomstva sestrinskih ukrštanja soje kombinacije (L6 x L30 FSF1:2) Osobine Potomstva Gs R (%) Srednja vrednost Prinos zrna po biljci (g) L6 F3:4 0,75 6,47 11,54 L6 x L30 FSF1:2 0,76 6,21 12,30 Visina stabla (cm) L6 F3:4 2,08 1,88 110,6 L6 x L30 FSF1:2 7,46 6,78 110,1 Visina najniţe mahune (cm) L6 F3:4 0,72 2,78 25,9 L6 x L30 FSF1:2 1,47 5,94 24,8 Broj nodusa L6 F3:4 0,80 4,78 16,89 L6 x L30 FSF1:2 0,58 3,45 19,90 Broj grana L6 F3:4 0,52 35,4 1,49 L6 x L30 FSF1:2 0,04 2,45 1,48 Broj mahuna L6 F3:4 3,66 11,41 32,03 L6 x L30 FSF1:2 1,43 4,26 33,53 Broj zrna L6 F3:4 8,81 12,78 70,64 L6 x L30 FSF1:2 2,20 3,01 73,24 Masa 1000 zrna (g) L6 F3:4 7,94 4,98 159,60 L6 x L30 FSF1:2 3,39 2,06 164,92 68 Sudarić i sar. (2001) su dobili niske vrednosti za genetiĉku dobit (0,038- 0,045t/ha) i saglasno tome, relativnu genetiĉku dobit od selekcije od svega 0,98-1.2%. Testirali su divergentan materijal koji se sastojao od elitnih F4-F6 linija i standardnih sorti. Genetiĉka dobit od selekcije, ostvarena u potomstvima testiranim u ovoj disertaciji je u saglasnosti sa rezultatima koje su objavili Miladinović i sar. (2011). Testirali su genotipove soje razliĉitog porekla i iz razliĉitih izvora. Rezultati prikazani u ovoj doktorskoj disertaciji se nalaze u okvirima široke lepeze vrednosti za genetiĉku dobit koje su objavili pomenuti autori: za prinos zrna Gs = 17,6-362kg/ha odnosno R = 0,84- 11,8%; za broj mahuna po biljci Gs = 0,4-16,3 i R = 1,2-37,9%; za broj zrna po biljci Gs = 2.2-40.6 i R = 2,8-39,2%; za masu 1000 zrna Gs = 5,9-34,8g i R = 3,7-22,2%. 6.6. Gel elektroforeza Za identifikaciju prisustva Kunitz tripsin inhibitora su uraĊeni elektroforegami potomstava razvijenih iz odabranih linija dobijenih iz ukrštanja Kunitz x Kador i njihovih sestrinskih kombinacija u sledećem ciklusu ukrštanja. Korišćeni pufer je selektivno izdvojio proteine iz uzorka, tako da su na elektroforegramu dobijene jasno izdvojene trake na mestu gde treba da se nalazi Kunitz tripsin inhibitor. Na osnovu elektroforegrama je uoĉeno da trake koje odgovaraju poziciji Kunitz tripsin inhibitora nisu istog intenziteta. Moguće je da trake slabijeg intenziteta pripadaju heterogenim i/ili heterozigotnim potomstvima, s obzirom da potomstva majki pripadaju F3:4 generaciji, a potomstva njihovih ukrštanja u punom srodstvu FSF1:2 generaciji. Analiza je raĊena iz grupnog uzorka, tako da je moguće da se u uzorku nalaze zrna hetreozigotnih biljaka ili zrna sa i bez Kunitz tripsin inhibitora. Primenom ove metode, koja je kvalitativna, ne mogu da se pouzdano razlikuju dominantni homozigoti i heterozigoti na ovom lokusu. Na slici 2 prikazan je elektroforegram za identifikaciju prisustva Kunitz tripsin inhibitora u zrnu potomstava majki i sestrinskih ukrštanja soje za kombinaciju L30 x L38. Prvi uzorak je marker odnosno Kunitz tripsin inhibitor, koji je u procesu gel elektroforeze zauzeo svoje mesto i pokazuje gde treba da se nalazi traka kod grupnih uzoraka semena soje koje sadrţi Kunitz tripsin inhibitor (koje ima dominantnu ili heterozigotnu konstituciju alela za prisustvo Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu). 69 Drugi uzorak pripada poĉetnom roditelju bez Kunitz tripsin inhibitora, sorti Kunitz. Treći uzorak je dobijen iz zrna sorte Kador, standardnog kvaliteta zrna, koja sadrţi Kunitz tripsin inhibitor. Jasno se vidi izraţena traka na odgovarajućoj poziciji kod sorte Kador, dok kod sorte Kunitz ona nedostaje. Uzorci potomstava majki iz ove kombinacije obeleţeni su brojevima 1-20 a odgovarajućih potomstva njihovih ukrštanja u punom srodstvu brojevima 21-40. Identifikovano je prisustvo Kunitz tripsin inhibitora kod svih 20 potomstava majki, tako da L30 predstavlja genotip sa dominantnom homozigotnom konstitucijom alela za prisustvo Kunitz tripsin inhibitora. Bez obzira na heterogenu konstituciju druge sestrinske linije L38 (koja se moţe videti na slici 3) sa kojom je ukrštena, kao što je i oĉekivano, i potomstva ukrštanja u punom srodstvu su takoĊe pokazala prisustvo trake na mestu gde se nalazi Kunitz tripsin inhibitor. Znaĉi da iz ovih potomstava moţemo da odaberemo perspektivan materijal samo na osnovu prinosa zrna, a mogućnost da se u narednim generacijama odabiranja izdvoji potomstvo bez Kunitz tripsin inhibitora sa zadovoljavajućim prinosom zrna nije velika. Slika 2. Elektroforegram potomstava majki i sestrinskih ukrštanja soje za kombinaciju L30 x L38 70 Rezultat gel elektroforeze grupnih uzoraka zrna potomstava biljaka majki L38 i njihovih ukrštanja sa sestrinskom linijom soje L6 prikazan je na slici 3. Potomstva majki oznaĉena su brojevima 1-10 a potomstva njihovih sestrinskih ukrštanja 11-20. Potomstva majki oznaĉena sa 5, 7 i 8 i potomstva ukrštanja sa sestrinskom linijom oznaĉena sa 14 i 18 nemaju traku na mestu gde treba da se nalazi Kunitz tripsin inhibitor na elektroforegramu, ova potomstva su identifikovana kao genotipovi bez Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu. Ovo znaĉi da je odabrana F3 linija L30 bila heterozigotna za prisustvo Kunitz tripsin inhbitora. Perspektivan materijal iz ove kombinacije moţe da se odabira ne samo prema postignutom prinosu zrna, već i uzimajući u obzir prisustvo Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu. Identifukovana potomstva bez Kunitz tripsin inhibitora su po svom prinosu zrna po biljci, prikazanom u tabeli 5, na nivou adaptiranog roditelja, što znaĉi da ih moţemo smatrati perspektivnim. Slika 3. Elektroforegram potomstva majki i sestrinskih ukrštanja soje za kombinaciju L38 x L6 71 Na slici 4 je prikazan elektroforegram potomstava majki i sestrinskih ukrštanja za kombinaciju L6 x L30. Identifikovano je 8 potomstava linije L6 (oznaĉena sa 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 i 14) i 3 potomstva ukrštanja u punom srodstvu (oznaĉena sa 17, 23 i 29) bez Kunitz tripsin inhibitora. Kao i kod prethodne kombinacije, i u okviru potomstava L6 i L6 x L30, odabiranje linija za dalji postupak selekcije moţe se obaviti ne samo po prinosu zrna, kao glavom kriterijumu, već i po prisustvu Kunitz tripsin inhibitora. Visoko signifikantno bolji prinos zrna po biljci u odnosu na boljeg poĉetnog roditelja, u okviru potomstava ove kombinacije sestrinskog ukrštanja pokazalo je potomsvo oznaĉeno kao 23 (tabela 6), koje ujedno predstavlja najperspektivnije potomstvo bez Kunitz tripsin inhibitora u zrnu. Slika 4. Elektroforegram potomstva majki i sestrinskih ukrštanja soje za kombinaciju L6 x L30 72 Ostala potomstva linije majke i njenih ukrštanja sa sestrinskom linijom, bez Kunitz tripsin inhibitora, pokazala su signifikantno i visoko signifikantno niţi prinos zrna po biljci u odnosu na adaptiranog roditelja, sortu Kador. Varijabilnost svih prouĉavanih osobina soje kao i prinosa zrna, kao najvaţnije osobine, se nije znaĉajno povećala kod potomstava ukrštanja u punom srodstvu u odnosu na potomstva majki, a srednje vrednosti su ostale na istom nivou. Bez obzira na to, identifikovano je više superiornih potomstava, u odnosu na adaptiranog roditelja, posle ukrštanja u punom srodstvu i kada se uzme u obzir i prisustvo Kunitz tripsin inhibitora. Zbog svega toga ovakav ili sliĉan postupak pri stvaranju novih sorti moţe da naĊe svoju primenu, posebno ako se radi o materijalu sa nekom specifiĉnom osobinom, kao što je odsustvo Kunitz tripsin inhibitora u zrelom zrnu. 73 7. ZAKLJUĈAK Postupak ukrštanja u punom srodstvu primenjen je za formiranje poĉetnog materijala u cilju stvaranja perspektivnih linija soje prvenstveno bez Kunitz tripsin inhibitora u zrnu. Zbog specifiĉne graĊe cveta i tehnike ukrštanja, uspešnost po je kombinacijama bila razliĉita. Model analize varijanse koji je primenjen za statistiĉku obradu podataka omogućio je razdvajanje efekata spoljne sredine od efekta genotipa. Istovremeno je omogućena najveća preciznost za testiranje faktora od najvećeg znaĉaja – genotipa, u ovom sluĉaju testirana potomstva u odnosu na poĉetne roditelje. UtvrĊene su signifikantne i visoko signifikantne razlike za sve prouĉavane osobine u okviru odgovarajućih potomstava. Srednje vrednosti potomstava ukrštanja u punom srodstvu se nisu znaĉajno razlikovale od srednjih vrednosti potomstava majki za sve prouĉavane osobine i kombinacije ukrštanja u punom srodstvu. Sva testirana potomstva su pokazala bolji prinos zrna u odnosu na sortu Kunitz, uglavnom uz statistiĉku znaĉajnost. Kod svih kombinacija sestrinskih ukrštanja identifikovana su prinosnija potomstva u odnosu na sortu Kador, kako kod potomstava sestrinskih ukrštanja tako i kod potomstava njihovih majki. Uticaji godine i lokacije na varijabilnost osobina obuhvaćenih prouĉavanjem su uglavnom bili statistiĉki znaĉajni i vrlo znaĉajni, sa izuzetkom visine najniţe mahune i broja grana kod potomstava linije L6 i kombinacije ukrštanja L6 x L30. Varijabilnost izmeĊu potomstava sestrinskih ukrštanja se nije povećala u odnosu na varijabilnost potomstava majki kod svih testiranih osobina. Varijabilnost prinosa zrna po biljci se nešto povećala kod jedne od dve kombinacije ukrštanja u punom srodstvu (L30 x L38) koje su obuhvaćene statistiĉkom obradom. Najveća varijabilnost je utvrĊena za osobinu broj grana po biljci, kod svih testiranih potomstava. Bez obzira na usku genetiĉku osnovu prouĉavanog materijala, heritabilnost u širem smislu je pokazala velike razlike izmeĊu potomstava majki i odgovarajućih sestrinskih ukrštanja u okviru svake osobine obuhvaćene istraţivanjem. 74 Nije utvrĊena pouzdana korelaciona povezanost osobina potomstava majki sa istim osobinama potomstava sestrinskih ukrštanja, sa izuzetkom visine stabla i mase 1000 zrna kod kombinacije L30 x L38. Izraĉunate vrednosti za genetiĉku dobit od selekcije bile su vrlo razliĉite za sve osobine i potomstva. Za većinu prouĉavanih osobina veća genetiĉka dobit je postignuta kod potomstava majki. Gel elektroforezom je obavljena identifikacija prisustva Kunitz tripsin inhibitora u zrnu, što je bitan kriterijum za odabiranje iz potomstava obuhvaćenih eksperimentom. Na taj naĉin su se iz grupe perspektivnih potomstava izdvojili genotipovi sa ţeljenom osobinom, pri ĉemu se potomstvo oznaĉeno sa 23 iz kombinacije L6 x L30 moţe smatrati najperspektivnijim. 75 8. LITERATURA Aditya J. P., P. Bhartiya, A. Bhartiya (2011): Genetic variability and character association for yield and component characters in soybean (Glycine max (L.) Merrill). Jour. of Central European Agriculture. 12(1):27-37 Ahrent D. K. and C. E. Caviness (1994): Natural cross-pollination of twelve soybean cultivars in Arkansas. Crop Sci. 34: 376-378 Allard, R. W. (1960): Principles of Plant Breeding. Ed. by John Wiley and Sons., Inc. New York, 1-485. Alliprandini L. F. and N. A. Vello (2004): Heritability and correletions among traits in four-way soybean crosses. Euphytica. 136:81-91 Badu-Apraku B. (2010): Effects of Recurrent Selection for Grain Yield and Striga Resistance in an Extra-Early Maize Population. Crop Sci 50:1735-1743. Birk Y. (1961): Purification and some properties of a highly active inhibitor of - chymotrypsin from soybeans. Biochim. Biopys. Acta. 54:378-381 Becker-Ritt A. B., F. Mulinari, I. M. Vasconcelos, C. R. Carlini (2004): Antinutritional and/or toxic factors in soybean (Glycine max. (L) Merril) seeds: comparison of different cultivars adapted to the southern region of Brazil. J Sci Food Agric 84:263–270 Bekrić V., I. Boţović, M. Srebrić (1983): Upotreba sojinog zrna i njegovih proizvoda u ishrani domaćih ţivotinja. Poljoprivreda. 290: 22-29 Bernard R. L. 1972: Two Genes Affecting Stem Termination in Soybeans. Crop Sci. 12:235-239 Bernard R. L., Hymowitz T. and Cremens C. R. (1991): Registration of “Kunitz” soybean. Crop. Sci. 31:232-233. 76 Bernard, Richard L., Juvik Gail A., Hartwig, Edgar E., Edvards Calton J. (1988): Origins and pedigrees of public varieties in the United Stataes and Canada. Technical Bulletin United States Department Agriculture no. 1746. Agriculture Research Service. United States Department of Agricultue Bhat S., G. T. Basaravaja, P. M. Slimath (2012): Analysis of variability in segregsting generation of soybean (Glycine max (L.) Merrill). Katarnaka Jour. Agric. Sci. 25(2): 176-178 Borojević S. (1981): Principi i metodi oplemenjivanja bilja. Novi Sad. Ćirpanov. 1981. Brim C. A. and J. W. Burton (1979): Recurent selection in soybeans. II. Selection for increased percent protein in seeds. Crop Sci 19:494-498 Burton J. W. and C. A. Brim (1981): Recurent selection in soybeans. III. Increased percent oil in seeds. Crop Sci 21: 31-34 Burton J. W, C. Browine (2006): Heterosis and inbreeding depresion in two soybean single crosses. Crop Sci. 46: 2643-2648 Burton, J. W., E. M. K Koinange,., C. A. Brim (1990): Recurrent selfed progeny selection for yield in soybean using genetic male sterility. Crop Sci 30: 1222-1226 Burton J. W., R. F. Wilson and C. A. Brim (1983): Recurent selection in soybeans. IV. Selection for increased oleic acid percentage in seed oil. Crop Sci 23: 744-747 Carvalho W. L., M. G. Almeida-Oliviera, E. G. Baross, M. A. Moreira (1998): Determination of genotypic classes for trypsin inhibitor in soybean seeds. Biotechnology Technics. 12(12): 859-863 Chan K., R. Lee, F. Thseng (1986): Genetice variation of soybean hybrid populations by natural selection in spring crop season at four locations II Variation of heritabilities and correlations for certain agronomic characters i F2 generation. Jour. Agric. Res. China 35(3): 280-291 Jongil Chung (2011). Identification and Confirmation of SSR Marker Tightly Linked to the Ti Locus in Soybean [Glycine max (L.) Merr.], Soybean - Genetics and Novel Techniques for Yield Enhancement, Prof. Dora Krezhova (Ed.), ISBN: 978-953- 307-721-5, InTech, 77 Available from: http://www.intechopen.com/books/soybean-genetics-and-novel- techniques-for-yieldenhancement/identification-and-confirmation-of-ssr-marker- tightly-linked-to-the-ti-locus-in-soybean-glycinemax Costa M. M., A. O. Di Mauro, S. H. Uneda-Trevisoli, N. H. Castro Ariel, I. Marino Barbaro, G. D. Da Silveira, F. R. Silva Muniz (2008): Heritability estimation in early generations of two-way crosses in soybean. Bragatia, Campinas 67(1): 101- 108 De Burin J. L., P. Pedersen (2009): Growth, yield and yield component changes among old and new soybean cultivars. Agronomy Jour 101(1): 124-130 DiPietro C. M., I. E. Liener (1989): Heat inactivation of the Kunitz and Bowman-Birk soybean protease inhibitors. J Agric Food Chem 37:39-44 Dudley J. W. and R. H. Moll (1969): Interpretation and use of estimates of heritability and genetic variances in plant breeding. Crop Sci. 12: 579-582 Falconer D. S. (1960): Introduction to quantitative genetics. Edinburgh, Oliver & Boyd, Second edition 1981. Feng L., J. W. Burton, T. E. Carter Jr., and V. R. Pntalone (2004): Recurrent half-seeb selection with testcross evaluation for increased oil content in soybean. Crop Sci 44:63-69 Friedman M., D. L. Brandon, A. H. Bates, T. Hymowitz (1991): Comparison of a commercial soybean cultivar and an isoline lacking the Kunitz trypsin inhibitor: Composition, nutritional value and effects of heating. J. Agric. Food Chem. 39: 327-335 Grant G. (1989): Anti-nutritional effects of soyabean: a review. Prog Food Nutr Sci. 13(3-4):317-48 Gu C., H. Pan, Z. Sun, G. Qin (2010): Effect of soybean variety on anti-nutritional factors content, and growth performance and nutrients metabolism in rat. Int J Mol Sci. 11(3): 1048–1056 78 Guimaraes E. P. and W. R. Fehr (1989): Alternative strategies of recurrent selection for seed yield of soybean. Euphytica 40: 111-120 Hadţivuković S. (1991): Statistiĉki metodi. Poljoprivreni fakultet. Institut za ekonomiku poljoprivrede i sociologiju sela. Novi Sad. Hadţivuković S. (1979): Statistika.Izdavaĉka radna organizacija „Rad“, Beograd Hamerstand, G. E., L. T. Black, J. D. Glover (1981): Trypsin inhibitors in soy products: Modification of the standard analytical procedure. Cereal Chem. 58, 42- 45. Hanson W. D. (1989): Standard errors for heritability and expected selection response. Crop Sci. 29(6): 1561-1562 Hanson W.D. (1992). Phenotypic recurent selection for modified reproductive period in soybean. Crop Sci. 32:968-972 Ho Kim S., S. Hara, S. Hase, T. Ikenaka, H. Toda, K. Kitamura, N. Kaizuma (1985): Comparative study on amino acid sequences of Kunitz-type soybean trypsin inhibitors, Tia, Tib, Tic. J. Biochem. 98(2): 435-448 Holkar S., I. Swaroop, O. P. Girothia, S.H. Sharma (2008): Genotype x enviroment interaction analyses for seed yield and various characteristics in rainfeed soybean (Glycine max. (L.) Merrill). Soybean Research. 6:25-30 Hongjun Xu, J.R. Wilcox (1992). Recurrent selection for maturity and percent seed protein in Glycine max based on S0 plant evaluations. Euphytica 62: 51-57 Hrustić M., B. Belić, Đ. Jocković (1985): MeĊuzavisnost komponenata prinosa soje (Glycine max (L.) Merrill) i njihov uticaj naprinos zrna po biljci. Arhiv za polj. nauke. 46(163):245-251 Hymowitz T. (1986): Genetics and breeding of soybean lacking the Kunitz trypsin inhibitor. In Nutritional and toxicological significance of enzyme inhibitors in food; friedman, M., Ed. ; Plenum Press. New Jork. 291-298. 79 Hymowitz T. (1988): Soybeans: The success story, proceedings of the First National Symposium, New Crops: Research, Development, Economics, Indianopolis, Indiana, 159-163 Hymowitz T., H.H. Hadley (1972): Inheritance of a trypsin inhibitor variant in seed protein of soybeans. Crop Sci. 12: 197-198 Iqbal S., T. Mahmood, T. M. Ali, M. Anwar, M. Sarwar (2003): Path coefficient analysis in different genotypes of soybean (Glycine max (L.) Merrill). Pakistan Jour. Biol. Sci. 6(12):1058-1087 Ivanović M., O. Stojnić, R. R. Greder (1987): correlations among grain yields of full- sib, half-sib, and selfed progenies in broad and narrow base populatins of maize (Zea mays L.). Genetika. 19 (1):37-45 Jajić I., B. Đurić, D. Glamoĉić (2006): Laboratorijski testovi u sluţbi kontrole kvaliteta termiĉke obrade soje. Savremena poljoprivreda. 55 (5): 57-64 Johnson, H. W. and R. L. Bernard (1963): Soybean genetics and breeding. In: The soybean – genetcs, breeding, physiology, nutrition, management. Edited by A. G. Norman. The University of Michigan. Academic press – New York, san Francico, London. 1-70. Karnwal M.K., K. Singh (2009): Studies of genetic variability, character association and path coefficient for seed yield and its contributing traits in soybean (glycine max (L.) Merrill). Legume Res. 32(1): 70-73 Kenworty W. J. and C. A. Brim (1979): Recurent selection in soybeans. I. Seed yield. Crop Sci. 19:315-318 Kilgore-Norquest L. , Sneller C.H. (2000): Effect of Stem Termination on Soybean Traits in Southern U.S. Production Systems. Crop Science 40:83-90 Kim D.S., K.J. Lee, J.B. Kim, S.H. Kim, J.Y.Song, Y.W.Seo, B.M. Lee, S.Y. Kang (2010): Identification of Kunitz trypsin inhibitor mutations using SNAP markers in soybean mutant lines. Theor.Appl. Genet. 121: 751-760 80 Kollipara K.P., J.M. Domagalski, T. Hzmowitz (1991): A quick method of resolving Soybean Kunitz trypsin inhibitor using polyacrilamide gel electrophoresis. Soybean Genetics Newsletter. 18: 234-236 Kumar V., A. Rani, C. Tindwani, M. Jain (2003): Lypoxigenase isozymes and trypsin inhibitor activities in soybean as influenced by growing location. Food Chemistry 83(1): 79-83 Kunitz M. (1945): Crystallization of a trypsin inhibitor from soybean. Science. 101(2635): 668-669 Kwon S. H. and J. H. Torrie (1964): Heritability and interrelationships among traits of two soybean populations. Crop Sci. 5: 196-198 Liener I. E. (1994): Implications of antinutritional components in soybean foods. Crit Rew Food Sci Nutr 34: 31-67 Lothorp J. E., R. E. Atkins, O. S. Smith (1985): Variability for yield and yield components in IAPIR grain sorghum random-mating population. I. Means, variance components and heritabilities. Crop Sci. 25:235-240 Mc Manus M. T., W. A. Laing, L. M. Watson, N. Marwick, C. R. Voisey, D. W. R. White (2005): Expresion of the soybean (Kunitz) trypsin inhibitor in leaves of white clower (Trifolium repens L.). Plant Sci. 168(5):1211-1220 Mehta H., S. K. Sharma, N. R. Rana (1986): Genetic variability, interrelationhips and path coefficient analysis of seed technological traits in soybean under different croping systems. Soybean Genetics Newsletter. 13:78-73 Mikel M. A., Brian W. Diers B. W., Randall L. Nelson R. L., Smith H.H. (2010): Genetic Diversity and Agronomic Improvement of North American Soybean Germplasm Crop Science 50:1219-1229 Mikić A., V. Perić, V. ĐorĊević, M. Srebrić, V. Mihailović (2009): Anti-nutritional factors in some grain legumes. Biotechnology in Animal Husbandry 25 (5-6): 1181-1188 81 Miladinović J., Hrustić M. (2008): Znaĉaj, poreklo i širenje soje. U: Soja. Monografija. Institut za ratarstvo i povrtarstvo. Novi Sad, Sojaprotein Beĉej. 13-39 Miladinović, J., ĐorĊević V. (2008): Morfologija i faze razvića soje. U: Soja. Monografija. Institut za ratarstvo i povrtarstvo. Novi Sad, Sojaprotein Beĉej. 44- 66 Miladinović J., J. W. Burton, S. Balešević Tubić, D. Miladinović, V. ĐorĊević, V. Đukić: (2011): Soybean breeding: comparison of the efficiency of different selection methodes. Turk J. Agric For 35: 469-480 Mladenović Drinić, S., M. Srebrić, V. Perić, M. Stevanović, Z. Ĉamdţija, V. Dragiĉević and D. Kovaĉević (2012): Effect og nitrogen on soybean grain quality traits. Book of Proceedings of the 47 th Croatian and 7 th International symposium on Agriculture, February 13-17, 1012, Opatia, Croatia, pp. 474-477 Monteiro M. R. P., N. M. B. Costa, M. G. A. Oliveira, C. V. Pires, M. A. Moreira (2004): Protein quality of soy lines lacking Kunitz’s trypsin inhibitor and lipoxygenase isosymes. Rev. Nutr. 17(2):195-205 MSTAT Development Team (1989): MSTAT-C: A microcomputer program for the design, management and analysis of agronomic research experiments. MSTAT Development Team, Michigan State University, East Lansing. Nandi A. K., D. Basu, S. Das, S. K. Sen. (1999): High level expression of soybean trypsin inhibitor gene in transgenic tobacco plants failed to confer resistance against damage caused by Helicoverpa armigera. J. Biosci 24:445–452. Nassar M. A. A. (2013): Heterosis and combining ability of yield and its components in some crosses of soybean. Australian Jour. Of Basic and Appl. Sci. 7(1):566-572 Nyquist W. E. (1991): Estimation and prediction of selection rsponse in plant populations. Critical Reviews in Plant Sci 10(3):235-322 Obara T., Y. Watanabe (1971): Heterogenity of soybean trypsin inhibitors. II Heat inactivation. Cereal Chem. 48:523-527 82 Orf J. H., T.Hymowitz (1979): Genetics of the kunitz trypsin inhibitor: An antinutritional factor in soybeans. Journal of the American Oil and Chemists’ Society 56(8): 277-726 Padney J. P., J. H. Torrie (1973): Path coefficient analysis of seed yield components in soybeans (Glycine max L. Merr.). Crop Sci 13: 503-505 Palacios M. F., R. A. Easter, K. T. Soltwedel, C. M. Parsons, M. W. Douglas, T. Hymowitz and J. E. Pettigrew (2004): Effects of soybean variety and processing on growth performance of youn chicks and pigs. J. Anim. Sci. 82:1108-1114 Pathan M. S., D. A. Sleper (2008): Advances in soybean breeding. In G. Stacey (ed.). Genetics and genomics of soybean. Springer Science+Business Media LLC 2008 Paul p. K., M. S. E. Alam, L. Rahman, L. Hassan, S. K. Paul (2003): Genotype x enviroment interaction in soybean (Glycine max L.). Journal of Biological Sciencies. 3(2): 204-214 Rackis J. J. (1966): Soybean trypsin inhibitors: Their inactivation during meal processing. Food Technol. 20:102-106 Rajput M. A., G. Sharwar, K. H. Tahir (1987): Variability of some quantitative traits in soybean. Soybean Genetics Newsletter. 14:113-116 Riblett A. L., T. J. Herald, K. A. Schmidt, K. A. Tilley (2001): Characterization of b- conglycinin and glycinin soy protein fractions from four selected soybean genotypes. Jour Agric. Food Chem. 49: 4983-4989 Quattara S., D. B. Weaver (1994): Effect of growth habit on yield and agronomic characteristics of late-planted soybean. Crop Sci. 34 (4): 870-873 Salimi S. (2013): relationships some soybean genotypes based on morphological and biochemical marker. International Agronomy and Plant Producton 4(9): 2237- 2243 Sessa D. J., T. C. Nelsen (1991): Chemical inactivation of soybean protease inhibitors. Journal of the American Oil Chemists’ Society. 68 (7): 463-470 83 Snedecor G.W. (1959): Statistcal Methods, I. S. C. P., Ames, Iowa Song S. L., C. H. Kim, S. J. Baek, Y. D. Choi (1993): Nucleotide sequences of cDNAs encoding the precursor for soybean (Glycine max) trypsin inhibitors (Kunitz type). Plant Physiol. 101:1401-1402 Srebrić M., S.Ţilić, V. Perić, Lj. Jankulovski, D. Kovaĉević, S. Mladenović Drinić (2010): Variability of protein, oil and trypsin inhibitor contentof ZP soybean genotypes. 45th Croatian & 5th International Sympozium on Agriculture. Book of Proceedings. 15-19 February, Opatia, Croatia. 500-503 Stanković G. (2002): Genetiĉka varijabilnost i genetiĉka dobit od selekcije kod sintetiĉke populacije kukuruza (Zea mays L.). Poljoprivredni fakultet Univerziteta u Novom Sadu. Magistarska teza. Stojković S., N. Deletić, M. Biberdţić, D. Beković, M. Aksić 2008: Varijabilnost i povezanost komponenti prinosa kod S1 i HS potomstava jedne F3 poulacije kukuruza. Selekcija i semenarstvo. XIV, 1-4: 63-68 Sudarić A., Vratarić M., Mladenović Drinić S., Zdunić Z. (2011). Genetic Improvement: Molecular-Based Strategies, Soybean - Molecular Aspects of Breeding, Aleksandra Sudaric (Ed.), ISBN: 978-953-307-240-1, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/articles/show/title/genetic- improvement-molecular-based-strategies Sudarić A., M. Vratarić, T. Duvnjak (2002): Quantitative analysis of yield components and grain yield for soybean cultivars. Poljporivreda. 8(2):11-15 Sudarić A., M. Vratarić, T. Duvnjak, R. Sudar (2001): Genetski napredak u kvantitativnim svojstvima uroda i kakvoće zrna OS-linja soje I grupe zriobe, poljoprivreda 7(2):8-15 Šurlan-Momirović G. (1987): Genetiĉke i fenotipske korelacije morfoloških i biohemijskih osobina raziĉitih sorti soje (Glycine max (L.) Merrill). Doktorska disertacija. Sveuĉiĉište u Zagrebu, Fakultet poljoprivrednih znanosti. Zagreb 84 Tezuka M., H. Taira, Y. Igarashi, K. Yagasaki, T. Ono (2000): Properties of tofus and soy milks prepared from soybeans having different subunits of glycinin. Jour Agric. Food Chem. 48: 1111-1117 Tinius C. N., J.W. Burton, T. E. Carter Jr. (1991): Recurent selection for seed size in soybean: Response to selection in replicate populations. Crop Sci 31: 1137-1141 Trenkovski S., R. Cmiljanić, T. Smiljković, G. Marinkov, Lj. Stojanović (2006): Osnovi teorije elektroforeze i mogućnosti primene. Biotechnology and Animal Husbandry 22 (5-6): 33-43 Van den Hout R., M. Pouw, H. Gruppen, Van’t Riet K. (1998): inactivation kinetics study of the Kunitz soybean trypsin inhibitor and the Bowman-Birk inhibitor. J. Agric. Food Chem. 46: 281-285 Vollmann J., H.Grausgruber, H. wagentristl, H. Wohleser, P. Mchele (2003): Trypsin inhibitor activity of soybean as affected by genotype and fertilization. J Sci Food Agric 83:1581-1586 Vratarić, M., A. Sudarić (2008): Soja Glycine max. Monografija. Poljoprivredni institut Osijek. Vratarić, M., A. Sudarić, T. Duvnjak, K. Šunjić (2010): Agronomska vrijednost vrlo ranih sorata soje. Sjemenarstvo 27(1-2): 5-17 Werner B. K., J. R. Wilcox (1990): Recurrent selection for yield in Glycine max using genetic male-sterility. Euphytica. 50: 19-26 Wilcox, J. R. (1998): Increasing seed protein in soybean with eight cycles of recurrent selection. Crop Sci.35, 1536-1540. Wilcox, J. R. (1998a): Metodi oplemenjivanja soje. U: Soja. Monografija. Institut za ratarstvo i povrtarstvo Novi Sad, Sojaprotein DD za preradu soje Beĉej Wilson K. A. (1981): The structure, function and evolution of legume proteinase inhibitors. In RL Ory, Ed. Antinutritiens and natural toxicans in food. Food and Nutrition Press, Inc., Westport, CT, 187-360 85 Wilson R. F. (2008): Soybean: Market driven research needs. In: Genetics and genomics of soybean. Springer Science+Business Media, LLC: 3-15 Wolf W. J. (1977): Physical and chemical properties of soybean proteins. Journal of the American Oil and Chemists’ Society. 54(2): 112A-117A Ţilić S., M. Jovanović (Srebrić), I. Boţović, V. Bekrić (1998): Effects of the Kunitz trypsin inhibitor on agronomic characteristics of soybean, Genetika, 30 (3): 245- 255 Ţilić S., S. Sredojević, I. Boţović, M. Jovanović (Srebrić) (1998a): Uticaj sadrţaja Kunitz tripsin inhibitora na prinos i ukupan sadrţaj ulja i protein u zrnu soje. Savremena poljoprivreda. 3-4: 67-70 Yue-Feng G., Zhen Z., Gui-Fang X., Yu Z., Qian W., Xiang-Hui L. (1998): Isolation of soybean Kunitz trypsin inhibitor gene and its application in plant insect-resistant genetic enginering. Acta Botanic Sinica. 5:405-411 BIOGRAFIJA Mirjana Srebrić je roĊena 26.11.1954. godine u Beogradu. Diplomirala je na Poljoprivrednom fakultetu u Beogradu, Odsek za ratarstvo 1982. godine. Magistarsku tezu pod nazivom “Prouĉavanje genetiĉke i fenotipske zavisnosti prinosa zrna soje (Glycine max, L. Merrill)” odbranila je 06.07.1994. godine na Poljoprivrednom fakultetu Univerziteta u Beogradu, grupa Genetika i oplemenjivanje ratarskih i povrtarskih biljaka. Kandidat je zaposlen u Institutu za kukuruz “Zemun Polje” u Odeljenju za Oplemenjivanje, Grupa za selekciju soje a u okviru Sektora za Nauĉnoistraţivaĉki rad. Objavila je, kao autor i koautor 71 rad i 80 saopštenja. Autor je 7 priznatih sorti soje, od ĉega dve bez Kunitz-tripsin inhibitora u zrnu. Kao prvi autor i ĉlan tima dobitnik je dve zlatne medalje i jedne Grand prix nagrade sa likom Nikole Tesle, dve godišnje nagrade Privredne komore Beograda, dve bronzane medalje na meĊunarodnoj izloţbi. Прилог 1. Изјава о ауторству Потписани-a Мирјана Сребрић___________________________________________ број уписа 1251/1_______________________________________________________ Изјављујем да је докторска дисертација под насловом „Оплемењивање соје укрштањем у пуном сродству у циљу повећања приноса зрна“  резултат сопственог истраживачког рада,  да предложена дисертација у целини ни у деловима није била предложена за добијање било које дипломе према студијским програмима других високошколских установа,  да су резултати коректно наведени и  да нисам кршио/ла ауторска права и користио интелектуалну својину других лица. Потпис докторанда У Београду, _________________ _________________________ Прилог 2. Изјава o истоветности штампане и електронске верзије докторског рада Име и презиме аутора Мирјана Сребрић __________________________________ Број уписа 1251/1____________________________________________________ Студијски програм Ратарство и повртарство_______________________________ Наслов рада „Оплемењивање соје укрштањем у пуном сродству у циљу повећања приноса зрна“_______________________________________________ Ментор др Гордана Шурлан Момировић, редовни професор________________ Потписани ________________________________________ изјављујем да је штампана верзија мог докторског рада истоветна електронској верзији коју сам предао/ла за објављивање на порталу Дигиталног репозиторијума Универзитета у Београду. Дозвољавам да се објаве моји лични подаци везани за добијање академског звања доктора наука, као што су име и презиме, година и место рођења и датум одбране рада. Ови лични подаци могу се објавити на мрежним страницама дигиталне библиотеке, у електронском каталогу и у публикацијама Универзитета у Београду. Потпис докторанда У Београду, ________________________ _________________________ Прилог 3. Изјава о коришћењу Овлашћујем Универзитетску библиотеку „Светозар Марковић“ да у Дигитални репозиторијум Универзитета у Београду унесе моју докторску дисертацију под насловом: „Оплемењивање соје укрштањем у пуном сродству у циљу повећања приноса зрна“ која је моје ауторско дело. Дисертацију са свим прилозима предао/ла сам у електронском формату погодном за трајно архивирање. Моју докторску дисертацију похрањену у Дигитални репозиторијум Универзитета у Београду могу да користе сви који поштују одредбе садржане у одабраном типу лиценце Креативне заједнице (Creative Commons) за коју сам се одлучио/ла. 1. Ауторство 2. Ауторство - некомерцијално 3. Ауторство – некомерцијално – без прераде 4. Ауторство – некомерцијално – делити под истим условима 5. Ауторство – без прераде 6. Ауторство – делити под истим условима (Молимо да заокружите само једну од шест понуђених лиценци, кратак опис лиценци дат је на полеђини листа). Потпис докторанда У Београду, ________________________ ____________________ 1. Ауторство - Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце, чак и у комерцијалне сврхе. Ово је најслободнија од свих лиценци. 2. Ауторство – некомерцијално. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. 3. Ауторство - некомерцијално – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. У односу на све остале лиценце, овом лиценцом се ограничава највећи обим права коришћења дела. 4. Ауторство - некомерцијално – делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом или сличном лиценцом. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела и прерада. 5. Ауторство – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела. 6. Ауторство - делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом или сличном лиценцом. Ова лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела и прерада. Слична је софтверским лиценцама, односно лиценцама отвореног кода.