Selection on uniformity and yield stability in maize

Abstract

Historically speaking, both the introduction of double-cross hybrids and use of single crosses have caused the increase in grain yield and significantly improved agricultural practice. Nowadays, the uniformity of crops is regarded as an advantage of modern agriculture, since the uniformity of products is crucial in global market. Thus, uniformity of crop maturation provides both planning and efficient mechanized harvest. F1 single-cross hybrids of maize, which is an allogamous species, not only exploit heterosis, but also impose homogeneity. Basically, the uniformity of hybrids has been regarded as their crucial advantage. There are two aspects of hybrid maize uniformity: (i) genetic homogeneity and (ii) genetic stability. Genetic homogeneity refers to presence of identical genotypes, whereas genetic stability refers to phenotypic uniformity (homeostasis) in different environments. At present, yield performance of inbreds has not advanced as rapidly as performance of hybrids, especially in stressful environments. Focusing on inbred productivity combined with stability may be more appropriate strategy in the future. Poor farmers are not able to employ superior genotypes because they require considerable financial investment and farmers survive not due to high yield in good seasons, but due to enduring extreme ones. Breeding process may create genotypes in favorable seasons when genetic variance is maximal and environmental influence is minimal, which should be followed by breeding for different environments. The aim of such breeding are, most probably, genotypes intended for a specific set of conditions which, in fact, represents a convergence of two strategies of plant breeding. One should probably bear in mind the strategy of both yield improvement and survival of farmers in extreme conditions without decreasing yield of best genotypes, especially those adapted only to favorable conditions. Solution to this problem should be: financial (best possible loans), social (education), and technological (breeding improved genotypes and advanced agricultural production).Uniformnost useva se smatra pozeljnom osobinom u modernoj poljoprivredi, jer je proizvod uniformnosti esencijalan na trzistu. Uniformnost u sazrevanju omogucuje planiranje biljne proizvodnje i efikasnu mehanicku zetvu i berbu. Osim toga, uniformnost useva je bitna za maksimalni prinos. Obzirom da je uniformnost malo pracena i analizirana postavili smo to za cilj u ovom radu. Uniformnost useva posebno postaje znacajna osobina sa porastom i povecanjem znacaja svetskog trzista roba. Ona je redovno udruzena sa smanjenjem diverziteta. Medjutim, geneticki diverzitet se moze povecati gajenjem brojnih razlicitih homogenih sorata ili autohtonih populacija. Diverzitet useva se smatra pozeljnim i bitnim u nekim klimatskim uslovima. Divergentne populacije koje su ranije zauzimale proizvodne kapacitete ublazavale su pad proizvodnje pod uticajem razlicitih stresnih uslova i na taj nacin smanjivale rizik. Gajenje uniformnih hibrida moze rezultirati problemima u polinaciji kod kukuruza usled temperaturnog stresa koji je karakteristican u nasem podrucju. Diverzitet moze biti povecan koriscenjem prirodnih populacija i gajenjem F1 hibrida sa razlicitom duzinom vegetacije kod kukuruza. Iz svega napred navedenog moze se zakljuciti da hibridi nisu najbolji za opstanak siromasnih farmera zbog znacaja finansijskih ulaganja u seme i tehnologiju i opravdane zabrinutosti za nastali rizik usled gajenja neadaptiranih hibrida i smanjenja varijabilnosti kukuruza usled oplemenjivanja. Siromasni farmeri u ekstremnim uslovima odrzavaju geneticki diverzitet kod razlicitih kultura i heterogenost sorata maksimalno adaptiranih datim uslovima u prostoru i vremenu. Prezivljavanje u nepovoljnim godinama, ne prinos u povoljnim godinama je kljuc opstanka siromasnih farmera. Ovo je verovatno vazno za razvoj strategije u selekciji u cilju inkorporiranje gena za individualno ublazavanje posledica stresa inbred linija i hibrida. Za selekciju je bitno odrzavanje kontinuiranosti u potomstvu nosioca stabilnosti. Potomstvo moze nastati selekcijom u povoljnim uslovima gde je geneticka diferenciranost maksimalna, a uticaj spoljne sredine minimalan i oplemenjivanjem za razlicite uslove gajenja. Najverovatnije da je cilj selekcije stvaranje genotipova za date uslove spoljne sredine, sto je u stvari priblizavanje napred navedena dva pristupa u selekciji. Ispitivanje i testiranje dobijenih genotipova mora imati ciljne uslove gajenja, lokacije. Mozda pri razvoju strategije treba imati na umu strategiju povecanja prinosa i opstanka farmera u ekstremnim uslovima, pri cemu ne dolazi do smanjenja prinosa kod najboljih genotipova, narocito adaptiranih samo na povoljne uslove koji bi se sastojali u poboljsanju uslova i kulture proizvodnje istovremeno. Potencijalna solusija za ove probleme mora biti ekonomska (najbolje moguce kreditiranje) i socijalna (edukacija), kao i tehnicko-tehnoloska (poboljsanje genotipova i tehnologije gajenja).