Agronomie 13 (1993) 467-480
DOI: 10.1051/agro:19930603

Fields of efficiency of breeding methods for per se value or combining ability in plant breeding

A. Gallais<sup>a, b

a</sup>  INRA-UPS, Station de Génétique Végétale, ferme du Moulon, F91190 Gif-sur-Yvette
^b  INA P-G, 16, rue Claude-Bernard, F75231 Paris Cedex 05, France

Abstract - Starting from classical expressions of genetic advance for per se value or general combining ability, the fields of efficiency of 6 breeding methods (mass selection, half-sib family selection, full-sib family selection, half-sib progeny test, full-sib progeny test and S₁ selection) were determined with the following assumptions: no epistasis, absence of genotype x environment interaction, same number of plants at the level of the test whatever the selection methods and same effective size in one cycle. Genetic advance was considered at 3 levels: per cycle, per generation and per unit of time with one off-season generation for intercrossing. To simplify the comparisons among methods involving families, a sufficiently large number of plants per family was considered, which permitted an examination of relationships between the heritabilities of the various testing systems. For the 5 breeding methods involving family or progeny testing, 2 types of 'fields' were determined, those that were a function of heritability and the correlation ρ_s1 between additive effect for S₁ value and additive effect for per se value (for a given part of the additive variance (a²) and a given ratio r²_S1 of additive variance in S₁ to classical additive variance), and those that were a function of heritability and of the part of additive variance (for given values of ρ² _S1 and r²_S1). On a per cycle basis, among methods with progeny and family testing, S₁ selection is the best in a large range of situations from medium to low heritabilities. Per unit of time, without and more clearly with one off-season generation for intercrossing, the field of efficiency of S₁ selection restricted and full-sib family recurrent selection is the most efficient in a large range of realistic situations. From comparisons involving mass selection and family selection without an off-season generation, it appears that mass selection is the best method in several situations, not necessarily at high heritability. However, the advantage of mass selection at medium to low heritability disappear with the use of one off-season generation for intercrossing in family selection.

Résumé - Domaine d'efficacité des méthodes de sélection pour la valeur propre ou l'aptitude à la combinaison en amélioration des plantes. À partir des expressions classiques du progrès génétique sur la valeur propre ou sur la valeur en combinaison, les domaines d'efficacité de six méthodes de sélection (sélection massale, sélection familiale demi-frères, sélection familiale pleins-frères, sélection sur descendances pleins-frères et sélection sur descendances S₁) sont déterminés avec les hypothèses suivantes : absence d'épistasie, absence d'interaction génotype x milieu, même nombre de plantes au niveau du test, quelle que soit la méthode, et même taille génétique effective en un cycle. Le progrès génétique est considéré à trois niveaux : par cycle, par génération et par unité de temps avec une génération hors-saison pour l'intercroisement. Pour simplifier les comparaisons impliquant des méthodes avec test de familles, un nombre suffisamment grand de plantes par parcelle est considéré ; cela permet de relier entre elles les héritabilités des différents systèmes de test. Pour les cinq méthodes impliquant des familles, deux types de domaines sont déterminés, ceux qui sont une fonction de l'héritabilité et de la corrélation (ρ_s1) entre les effets additifs pour la valeur propre et pour la valeur en S₁ (pour une proportion donnée de la variance d'additivité (a²) et pour un rapport donné r²_S1 de la variance d'additivité en S ₁ à la variance additivité classique), et ceux qui sont une fonction de l'héritabilité et de la part de la variance d'additivité (pour des valeurs fixées de ρ² _S1). Parmi les méthodes avec test de descendances ou de familles, la sélection sur descendances S ₁ est la meilleure pour le progrès génétique par cycle et cela pour une large gamme de situations allant d'héritabilités moyennes à faibles. Par unité de temps, sans et plus nettement avec, une génération hors saison pour l'intercroisement, le domaine d'efficacité de la sélection sur descendances S₁ est plus étroit, et la sélection familiale pleins-frères est la plus efficace dans une large gamme de situations réalistes. À partir des comparaisons impliquant la sélection massale et la sélection familiale, sans génération hors-saison, il apparaît que la sélection massale peut être la meilleure méthode dans plusieurs situations et non pas nécessairement à forte héritabilité. Cependant l'avantage de la sélection massale pour des héritabilités moyennes à faibles disparaît avec l'utilisation d'une génération hors saison pour l'intercroisement de la sélection familiale.

Key words: breeding method / mass selection / progeny selection / family selection / genetic advance

Mots clés : méthode de sélection / sélection massale / sélection sur descendances / sélection familiale / progrès génétique