Моделювання ризику втрати цінного генотипу при плануванні гібридизації

В.П. Клименко, к.с.-г.н., вед. n.s. відділ селекції, генетики винограду та ампелографії,
Національний інститут винограду і вина «Магарач»

МОДЕЛЮВАННЯ РИЗИКУ ВТРАТИ ЦІННОГО ГЕНОТИПУ ПРИ ПЛАНУВАННІ ГІБРИДИЗАЦІЇ ВИНОГРАДУ

На основі узагальнення результатів теоретичних та експериментальних досліджень винограду розроблено математичні моделі ризику втрати цінного генотипу. Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від кількості комбінацій схрещувань, розміру потомства, ймовірності сприятливих комбінацій схрещування та ймовірності хорошого генотипу було отримано 5 рівнянь регресії. Вивчення отриманих моделей дозволяє визнати, що вплив цих показників на ризик втрати цінного генотипу є достовірним і значущим.

На основі узагальнення результатів теоретичних та експериментальних досліджень для виноградної лози розроблено математичні моделі, що описують ризик втрати цінного генотипу. Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від кількості комбінацій схрещування, розміру потомства, ймовірності сприятливих комбінацій схрещування та ймовірності отримання хорошого генотипу було складено п’ять рівнянь регресії. Отримані моделі були досліджені з висновком, що вплив вищезазначених факторів на ризик втрати цінного генотипу є відносним і значним.

Ключові слова:вибір винограду, сприятливе поєднання схрещування.

При плануванні гібридизації вкрай доцільно спочатку оцінити ризик втрати цінного генотипу. Для рослин проведено теоретичне дослідження оптимального значення кількості комбінацій схрещувань і розміру нащадків при незмінному розмірі загальної популяції для мінімізації ризику втрати будь-якого цінного генотипу в генеральній популяції та визначено оптимальні параметри [1]. Пізніше було встановлено, що для цієї моделі задачу можна розв’язати в основному без обмеження значень параметрів [2]. Найважливіше — мати сприятливе схрещування, з якого можна відібрати бажані й перспективні генотипи, сукупність яких становить вибірку цінних генотипів. Ризик втрати цінного генотипу винограду визначали для оцінки репрезентативності використаної вибірки для заданої кількості та обсягу схрещувань [3].
Раніше нами була вивчена залежність ризику втрати цінного генотипу від різних параметрів, які мають значення, близькі до тих, що використовуються в селекції винограду [4]. Результати дослідження показали, що кількість комбінацій схрещувань, ймовірність сприятливих схрещувань і хороших генотипів має бути якомога більшою, а розмір потомства – меншим. На даний час існує потреба у підвищенні ефективності прогнозування та оптимізації параметрів гібридизації шляхом використання адекватних математичних моделей.

Метою даної роботи була розробка моделей ризику втрати цінного генотипу на основі узагальнення отриманих раніше результатів теоретичних та експериментальних досліджень [4].
Змінними показниками є кількість комбінацій схрещувань, розмір потомства, ймовірність сприятливих схрещувань і ймовірність хороших генотипів у сприятливих схрещуваннях. Ризик втрати цінного генотипу визначали за формулою [1, 2]:

де P – ймовірність сприятливого схрещування, 0 < P < 1;
p’ – ймовірність хороших генотипів у сприятливому схрещуванні,
n - кількість нащадків за комбінацію схрещування, 1<n<103;
m – кількість комбінацій схрещування.
Розрахунки ризику втрати цінного генотипу проводили за допомогою пакета прикладних програм SUPERCALC та Microsoft Excel.
Для моделювання ризику втрати цінного генотипу було проведено регресійний аналіз з використанням пакету прикладних програм STATISTICA та Microsoft Excel.
Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від кількості комбінацій схрещувань без урахування розміру нащадків, ймовірності сприятливих схрещувань і хорошого генотипу використано степеневу функцію (рис. 1):

При цьому ймовірність сприятливого схрещування постійна і дорівнює 0,1, ймовірність хороших генотипів постійна і дорівнює 0,1. Щоб ризик був не більше 0,1, необхідно зробити не менше 25 хрестиків.
Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від розміру потомства комбінації схрещування без урахування кількості комбінацій схрещувань, ймовірності сприятливих схрещувань і хорошого генотипу використано поліном третього ступеня (рис. 1):

При цьому ймовірність сприятливого схрещування постійна і дорівнює 0,1, ймовірність хороших генотипів постійна і дорівнює 0,1. Ризик втрати цінного генотипу зростає, коли збільшується кількість рослин у комбінації схрещування.
Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від ймовірності сприятливих комбінацій схрещувань без урахування зміни кількості комбінацій схрещувань, розміру потомства та ймовірності гарного генотипу використовували експоненціальну функцію (рис. 2):

При цьому число комбінацій схрещування постійне і дорівнює 40, розмір потомства комбінації схрещування постійний і дорівнює 25, ймовірність хорошого генотипу постійна і дорівнює 0,04. Зі збільшенням ймовірності сприятливих схрещувань знижується ризик втрати цінного генотипу.
Для опису залежності ризику втрати цінного генотипу від ймовірності хорошого генотипу без урахування зміни кількості комбінацій схрещувань, розміру потомства та ймовірності сприятливих комбінацій схрещування використано поліном 5-го ступеня (рис. 2):

При цьому число комбінацій схрещування постійне і дорівнює 40, розмір потомства комбінації схрещування постійний і дорівнює 25, ймовірність сприятливих комбінацій схрещування постійна і дорівнює 0,025. Зі збільшенням ймовірності хороших генотипів ризик втрати цінного генотипу зменшується.
Залежність ризику втрати цінного генотипу від кількості комбінацій схрещувань і розміру потомства з урахуванням ймовірності сприятливих схрещувань і хорошого генотипу можна виразити квадратичною функцією (рис. 3):
Дослідження цієї моделі дозволяє припустити, що мінімальний ризик втрати цінного генотипу може бути за таких умов: максимальна кількість комбінацій схрещувань і розмір нащадків – 45, кількість комбінацій схрещувань – 50 і максимальний розмір нащадків, кількість комбінацій схрещувань – 100 і розмір нащадків – 10, кількість комбінацій схрещувань – 20 і розмір потомства – 80.
Максимальний ризик втрати цінного генотипу може виникнути за таких умов: зменшення розміру потомства з 20 до 0 при одночасному збільшенні кількості комбінацій схрещування з 0 до 60; зменшення розміру потомства з максимального до 60 при одночасному збільшенні кількості комбінацій схрещування з 80 до максимального; зменшення розміру потомства від 100 до 80 при одночасному збільшенні кількості комбінацій схрещування від 0 до 20: зменшення розміру потомства від 5 до 0 при збільшенні кількості комбінацій схрещування від 100 до максимуму.


Рис. 3. Залежність ризику втрати цінного генотипу від кількості комбінацій схрещувань і розміру потомства з урахуванням вірогідності сприятливих схрещувань і доброго генотипу.

Отже, при малих обсягах нащадків, зі збільшенням кількості комбінацій схрещувань ризик втрати цінного генотипу знижується; при великих обсягах потомства, при збільшенні числа комбінацій схрещування зростає ризик втрати цінного генотипу. При невеликій кількості комбінацій схрещування зі збільшенням розмірів потомства знижується ризик втрати цінного генотипу; при великій кількості комбінацій схрещування зі збільшенням розмірів потомства підвищується ризик втрати цінного генотипу. Отримані результати можуть бути використані в селекції винограду при плануванні гібридизації.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\