Testadores para a seleção de linhagens de milho-doce

O milho-doce é um tipo especial de milho, de alto valor nutricional que acumula polissacarídeos solúveis de caráter adocicado no endosperma. O consumo deste vegetal está crescendo no Brasil. Sendo esse um dos maiores países produtores de milho do mundo, há também um enorme potencial de produção de milho-doce. Atualmente, existem 53 cultivares de milho-doce registradas no país, mas apenas uma predomina nas lavouras desta cultura. Nota-se uma demanda por novas cultivares de milho-doce adaptadas às condições tropicais, com altas produtividades e excelente qualidade dos grãos. Há também uma escassez de informações sobre a avaliação e obtenção de cultivares de milho-doce. Os objetivos deste trabalho compreenderam: (i) verificação da viabilidade da utilização de um testador com elevado nível de endogamia e mais selecionado, em relação aos testadores com menores níveis de endogamia e menos selecionados, para obtenção de testcrosses; (ii) verificação do progresso realizado nas médias dos testcrosses; (iii) estimação das correlações entre a produtividade de espigas e os componentes de produção; (iv) aplicação de um índice de seleção para caracterizar e selecionar os melhores testcrosses e (v) verificação da variância genética disponível após a seleção e autofecundação. Foram avaliadas duas populações de milho-doce, em que uma é testadora da outra. Os três tipos de testadores utilizados foram obtidos a partir de uma mistura de linhagens selecionadas da geração anterior, sendo assim eles possuíam duas etapas de seleção e três níveis de endogamia. Visando a seleção de linhagens, 176 testcrosses foram avaliados em duas épocas de plantio, em delineamento casualizado em blocos com três repetições. Foram avaliados os caracteres dias para florescimento masculino(FM), altura das plantas(AP), número de espigas comerciais(EC), produtividade das espigas comerciais(PE), comprimento das espigas(CE), diâmetro das espigas(DE) e enchimento de ponta(EP). Foram observadas diferenças significativas entre as médias dos testcrosses nas análises de variância individuais e conjuntas. As interações entre testcrosses e testadores, nas análises individuais, não apresentaram diferenças significativas, indicando que não houve mudança no ordenamento dos testcrosses quando se utilizaram diferentes testadores. Para a mesma interação, nas análises conjuntas foram estimadas as correlações de Spearman, que se mostraram, na grande maioria, significativas, ou seja, foi detectada correlação entre o ranqueamento dos testcrosses. Para todos os caracteres avaliados, os testcrosses exibiram médias iguais ou superiores à melhor testemunha. Não houve evidências claras da diminuição da variância genética dos testcrosses quando foram utilizados testadores mais endogâmicos e mais selecionados. O testador com endogamia equivalente à das linhagens testadas e mais selecionado mostrou-se tão eficiente quanto os testadores com endogamia menor e menos selecionado. Foram observados valores consideráveis para os progressos realizados nas médias dos testcrosses, na maioria superiores a 1%, quando a seleção se deu nos testadores e nas linhagens, destacando que a utilização de testadores selecionados maximiza as médias dos testcrosses. Observaram-se correlações genéticas positivas (rG≥0,556) entre a produtividade de espigas comerciais e os caracteres EC, CE, DE e EP. O índice utilizado classificou os testcrosses em relação a todos os caracteres avaliados simultaneamente e permitiu a seleção dos melhores.

Mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, visando tolerância à seca em milho

A seca é um dos estresses abióticos mais importantes na cultura do milho, o qual ocasiona reduções significativas na produção de grãos. A arquitetura genética da tolerância à seca é complexa, fazendo-se necessária a melhor compreensão desse caráter. Estudos envolvendo mapeamento associativo são úteis por explorarem a variação genética de caracteres quantitativos e, adicionalmente, levam em conta informações acerca de genótipos, ambientes e interações genótipo por ambiente (G × E). Ao considerar efeitos de G × E em modelos de mapeamento associativo há possibilidade de identificar regiões no genoma associadas à condições e ambientes específicos. Este trabalho teve como objetivo detectar associações relacionadas à tolerância à seca em milho por meio de um modelo de mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, o qual permitiu distinguir associações com efeitos ambiente-específico daquelas com efeitos principais e de interação associação por ambiente (QEI). O painel associativo foi composto por 190 linhagens, classificadas de acordo com os grupos heteróticos quanto ao tipo de grão. Marcadores SNPs (∼500k) foram utilizados para a genotipagem do painel associativo. Duas linhagens (L228-3 e L3) foram usadas como testadores comuns e os híbridos obtidos foram avaliados em duas localidades (Janaúba-MG e Teresina-PI), dois anos agrícolas (2010 e 2011), sob duas condições de tratamento (irrigado e não irrigado). Ao total, consideraram-se seis caracteres: peso de grãos, intervalo de florescimento, florescimento feminino e masculino, altura de planta e de espiga. Consideraram-se dois grupos de mapeamento, agrupados de acordo com os testadores utilizados. SNPs foram úteis para testar associações ao longo do genoma do milho e investigar o relacionamento genético entre indivíduos. O modelo de mapeamento associativo, com inclusão de informações sobre interação G × E, detectou o total de 179 associações, e o maior número de associações foram relacionadas aos caracteres de florescimento. A maioria das associações (168) apresentaram QEI significativo, sendo que o tamanho e a magnitude desses efeitos distinguiram-se de acordo com o ambiente em avaliação. Apenas o caráter florescimento feminino não apresentou associações com efeitos estáveis ao longo dos ambientes em estudo. A detecção de algumas associações em posições próximas do genoma evidenciam possíveis efeitos de pleiotropia. Algumas associações foram co-localizadas em regiões do genoma do milho relacionadas à tolerância à seca, sendo que algumas dessas associações estavam envolvidas a fatores pertencentes à vias metabólicas de interesse. O presente estudo forneceu informações úteis para a compreensão da base genética da tolerância à seca em milho sob os ambientes específicos em avaliação.

Deriva genética de caracteres quantitativos em milho

A obtenção de genótipos superiores no melhoramento de plantas depende da existência de variabilidade genética. A existência de coleções de germoplasma representativas e a utilização de um tamanho adequado de amostra são fundamentais para a preservação das frequências alélicas e genotípicas, diminuindo a perda de variabilidade genética e postergando o aparecimento dos efeitos da deriva genética. Assim, teve-se como objetivo avaliar os efeitos da deriva genética em caracteres quantitativos em subpopulações de milho. Este estudo foi realizado a partir das populações originais BR-105 e BR-106, das quais 10 subpopulações foram obtidas em cada um dos cinco ciclos sucessivos de amostragem com tamanho efetivo reduzido, totalizando 50 subpopulações para cada população original, as quais foram posteriormente autofecundadas, gerando um nível a mais de endogamia. Os tratamentos foram constituídos de 10 amostras da população original sem autofecundação, 10 amostras com autofecundação, 50 subpopulações obtidas da população original e 50 subpopulações autofecundadas, totalizando 120 tratamentos para cada população, avaliados separadamente. Utilizou-se o delineamento em blocos casualizados no esquema de parcelas subdivididas em faixas hierárquico, em quatro ambientes com duas repetições por ambiente. Os caracteres avaliados foram produção de grãos (PG), prolificidade (PROL), comprimento e diâmetro de espigas (CE e DE), número de fileiras por espiga (NFE), número de grãos por fileira (NGF), altura de planta e espiga (AP e AE), florescimento masculino e feminino (FM e FF) e número de ramificações do pendão (NRP). Foram estimados os efeitos da deriva genética entre as médias das subpopulações nos dois níveis de endogamia e os efeitos da depressão por endogamia nas subpopulações dentro dos ciclos. Posteriormente, realizaram-se análises de regressão linear para as subpopulações nos dois níveis de endogamia, separadamente, e em conjunto. Foi verificada uma grande variação nas médias das subpopulações ao longo dos ciclos, indicando que a deriva genética causou diferenciação entre as mesmas e que estas se diferenciaram das populações originais. Detectaram-se efeitos significativos da deriva genética nas populações não autofecundadas para todos os caracteres avaliados, em maior número para PG, já que este caráter é mais sensível à deriva genética por possuir maior grau de dominância que os demais. Houve diminuição no número de estimativas de deriva significativas para as populações autofecundadas, incluindo mudanças na magnitude e no sinal das mesmas em relação às populações não autofecundadas. Para as estimativas de depressão por endogamia, os caracteres PG, NGF, FM e FF apresentaram maior quantidade de estimativas significativas que os demais. Para a maioria dos caracteres, a regressão linear explicou a maior parte da variação encontrada com o aumento dos coeficientes de endogamia. As populações BR-105 e BR-106, por terem estruturas genéticas distintas, apresentaram performances diferentes quanto aos efeitos da deriva genética. Enfim, como a deriva genética interfere na integridade genética das populações, torna-se importante considerar seus efeitos na coleta e manutenção dos bancos de germoplasma e nas populações utilizadas no melhoramento genético de plantas.