Induction of somatic embryogenesis in soybean: physicochemical factors influencing the development of somatic embryos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genetics of resistance to powdery mildew (Microsphaera diffusa) in Brazilian soybean populations

Crosses between resistant and susceptible soybean cultivars were performed and the F2 populations were obtained to study the inheritance of soybean resistance to powdery mildew and to estimate the number and action of genes related to resistance. The reaction to powdery mildew was studied in a greenhouse and pots carrying plants with symptoms were distributed among the pots carrying the genotypes to be tested as a source of inoculum. Individual plants were scored according to the method of Yorinori (1997), with modifications, and classified as resistant or susceptible. The results showed that adult soybeans plants can present resistance to powdery mildew, which is controlled by one major gene with a dominant effect.

Validation of microsatellite markers for assisted selection of soybean genotypes resistant to powdery mildew

Powdery mildew is one of the most serious diseases of soybean and is found in all producing countries. The purpose of this study was to validate microsatellite markers previously identified as associated with resistance to powdery mildew in soybean. The study was conducted in two F, parent populations with contrasting resistance to powdery mildew, In the analysis 10 SSR primers were used for the populations. and tour polymorphic markers were identified for cross I (MGBR95-20937 x IAC-Foscarin 31) and three for cross 2 (MGBR-46 x Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 48). The Chi-square analysis of the phenotypic evaluation confirmed the expected segregation (3: 1) of a dominant gene related to resistance. The polymorphic markers also segregated as expected (1:2:1). The markers Sat 366 and Sat 393 in the crosses 1 and 2. respectively, located at 9.41 and 12.45 cM from the gene. were considered promising for marker-assisted selection for resistance to powdery mildew in soybean. at a selection efficiency of 92.7% and 60.3% respectively.

Correlação entre medidas paramétricas e não-paramétricas de estabilidade em soja

Foram avaliadas a adaptabilidade e a estabilidade de genótipos de soja (Glycine max L.) segundo a metodologia clássica de Eberhart e Russell e a estabilidade dos mesmos genótipos pela metodologia não-paramétrica de Huhn. Os experimentos foram conduzidos no delineamento em blocos casualizados, com três repetições e com 30 tratamentos (genótipos de soja), durante três anos consecutivos. As parcelas experimentais foram constituídas por quatro linhas de cultivo, espaçadas de 0,50 m e com densidade de 25 plantas por metro linear. Como área útil, foram tomadas as linhas centrais, eliminando-se 0,5 m de cada extremidade. A comparação entre as metodologias foi efetuada considerando-se o caráter produção de grãos. Verificou-se correlação de posição significativa dos postos dos genótipos, entre o desvio da regressão e as duas medidas não-paramétricas de estabilidade, porém o mesmo não foi observado entre o coeficiente de regressão e as medidas não-paramétricas (Si(1) e Si(2)). As medidas Si(1) e Si(2) mostraram-se quase que perfeitamente correlacionadas.

Capacidade embriogênica da cultivar IAS-5 de soja

O objetivo deste trabalho foi estudar o controle genético da formação de embriões somáticos da cultivar IAS-5 de soja. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, cultivando-se quatro plantas por vaso, sob fotoperíodo de 14 horas e temperatura em torno de 28°C. Efetuaram-se cruzamentos entre os parentais não-embriogênicos (cultivares IAC-6, Paraná e IAC-15) e embriogênico (cultivar IAS-5) e retrocruzamentos para obtenção das gerações F1, F2,RC1P1 e RC1P2. Cotilédones imaturos, com 4-6 mm de comprimento, derivados dos parentais das gerações F1, F2, RC1P1 e RC1P2 foram cultivados em placas de Petri contendo meio N10, por um período de 90 dias, em câmara de crescimento. Os embriões somáticos derivados da indução foram contados, e os números, usados para obtenção dos parâmetros genéticos. Os resultados obtidos mostraram que o caráter capacidade de produção de embriões somáticos da cultivar IAS-5 é de natureza quantitativa e controlado por, aproximadamente, 20 genes.

Identificação e validação de marcadores microssatélites ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-asiática-da-soja

O objetivo deste trabalho foi identificar novos marcadores microssatélites, ligados ao gene Rpp5 de resistência à ferrugem-da-soja, e validar os marcadores previamente mapeados, para que possam ser utilizados em programas de seleção assistida por marcadores moleculares (SAM). Para tanto, uma população F2 com 100 indivíduos, derivada do cruzamento entre a PI 200526 e a cultivar Coodetec 208, suscetível à ferrugem, foi artificialmente infectada e avaliada quanto à sua reação de resistência à ferrugem. Marcadores microssatélites foram testados nos genitores e em dois bulks contrastantes, para a identificação de marcadores ligados. Dois novos marcadores, potencialmente associados à resistência, foram testados em plantas individuais, e se constatou que eles estão ligados ao gene Rpp5 e estão presentes no grupo de ligação N da soja. A eficiência de seleção foi determinada em relação a todos os marcadores ligados ao gene Rpp5, e a combinação entre os marcadores Sat_275+Sat_280 foi de 100%.

Marcadores RAPD para detecção de resistência à ferrugem-asiática-da-soja

Os objetivos deste trabalho foram confirmar a herança da resistência da PI 459025 (Rpp4) à ferrugem-asiática-da-soja e identificar marcadores moleculares do tipo RAPD, ligados a este gene de resistência, em populações de soja. Pelo cruzamento dos genitores contrastantes PI 459025 x Coodetec 208 obteve-se uma população, cujas populações das gerações F2 e F2:3 foram artificialmente infectadas e avaliadas quanto à reação ao fungo Phakopsora pachyrhizi, pelo tipo de lesão (RB - resistente e TAN - suscetível). Com os resultados da avaliação fenotípica, dois bulks foram obtidos com DNA de plantas homozigóticas resistentes e suscetíveis, respectivamente, pela análise de bulks segregantes. de 600 iniciadores RAPD aleatórios, foram identificados três com fragmentos polimórficos entre os bulks e parentais contrastantes quanto à resistência. Pela análise do qui-quadrado, confirmaram-se: a herança monogênica, com dominância completa quanto à resistência ao patógeno, e a segregação 3:1 para a presença de banda dos três marcadores. Os três marcadores são ligados respectivamente a 5,1, 6,3 e 14,7 cM de distância do loco de resistência, em fase de repulsão no grupo de ligação G, o que foi confirmado pela utilização do marcador microssatélite Satt288. Estes marcadores são promissores na seleção assistida para resistência à ferrugem-asiática-da-soja.

Avaliação de populações de maracujazeiro-doce (Passiflora alata Curtis) obtidas de polinização aberta

Catorze características agronômicas de cinco populações de maracujazeiro-doce (Passiflora alata Curtis) foram avaliadas em Jaboticabal-SP, no período de abril de 2000 a março de 2001. Número de frutos por planta (NF), número de sementes/fruto (NS), massa do fruto (MF) e produção (PRO) foram caracteres que apresentaram os mais elevados índices de variabilidade entre plantas, possibilitando, assim, a seleção de plantas superiores quanto a estes caracteres. Médias dos caracteres produção (PRO), número de frutos/planta (NF), espessura da casca (EC), número de sementes/fruto (NS) e rendimento em polpa (%P), analisadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade, não apresentaram diferença significativa entre as populações. Observou-se considerável variabilidade entre plantas e baixa variabilidade entre as populações nestes caracteres.

Heritability estimation in early generations of two-way crosses in soybean

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Progênies superiores de soja resistentes ao tipo 3 do nematóide de cisto da soja

Os objetivos deste trabalho foram selecionar progênies superiores de soja e avaliá-las, em casa de vegetação, quanto à resistência ao nematóide tipo 3 de cisto da soja (Heterodera glycines). Foram avaliadas 222 progênies segregantes de soja, em ensaios conduzidos em campo, nos anos 1999/2000, 2000/2001 e 2001/2002, sob delineamento de blocos aumentados de Federer, e no ano 2002/2003 em blocos ao acaso, com duas repetições, tendo sido avaliados dez atributos agronômicos. No ano de 2003 foi conduzido em casa de vegetação um ensaio com 11 progênies superiores, para a avaliação de resistência ao nematóide de cisto, adotando-se delineamento inteiramente casualizado, com cinco repetições. Com relação aos atributos agronômicos, as progênies JAB 99-17-4-9-1 e JAB 99-40-12-1-2 destacaram-se das demais por possuir médias adequadas para a maioria dos atributos. Por sua vez, na avaliação de resistência em casa de vegetação, seis progênies revelaram-se resistentes ao nematóide de cisto da soja tipo 3.

Molecular mapping of two loci that confer resistance to Asian rust in soybean

Asian soybean rust (ASR) is caused by the fungal pathogen Phakopsora pachyrhizi Sydow & Sydow. It was first identified in Brazil in 2001 and quickly infected soybean areas in several countries in South America. Primary efforts to combat this disease must involve the development of resistant cultivars. Four distinct genes that confer resistance against ASR have been reported: Rpp1, Rpp2, Rpp3, and Rpp4. However, no cultivar carrying any of those resistance loci has been released. The main objective of this study was to genetically map Rpp2 and Rpp4 resistance genes. Two F(2:3) populations, derived from the crosses between the resistant lines PI 230970 (Rpp2), PI 459025 (Rpp4) and the susceptible cultivar BRS 184, were used in this study. The mapping populations and parental lines were inoculated with a field isolate of P. pachyrhizi and evaluated for lesion type as resistant (RB lesions) or susceptible (TAN lesions). The mapping populations were screened with SSR markers, using the bulk segregant analysis (BSA) to expedite the identification of linked markers. Both resistance genes showed an expected segregation ratio for a dominant trait. This study allowed mapping Rpp2 and Rpp4 loci on the linkage groups J and G, respectively. The associated markers will be of great value on marker assisted selection for this trait.

Ganho genético por diferentes critérios de seleção em populações segregantes de soja

In breeding programs, the complexity of economically outstanding characters, most of which highly influenced by the environment, makes selection difficult. Using genetic parameters, like heritability and gain with selection, it is possible to identify superior genotypes in early generations. Therefore, the aim of the present research was to compare different selection criteria by the estimated gains and the selected progenies, determining the superior and more similar methods. Augmented block design was used with three additional checks. Twelve hundred genotypes were evaluated. The most expressive expected gains were obtained with direct selection. However, the indices have shown to be more appropriate for selecting superior progenies because of their higher total gains, distributed among all the evaluated characters. The Sum of Ranks Index allowed the highest gains in most of the situations analysed.

Analysis of combining ability in soybean cultivars

Eight soybean cultivars (Doko, Bossier, Ocepar-4, BR-15, FT-Cometa, Savana, Paraná and Cristalina) were crossed in a diallel design. Plants of the F1 generation and their parents were evaluated under short-day conditions for the determination of the general (GCA) and specific (SCA) combining ability. The estimated GCA and SCA values were significant for the evaluated traits except for the total cycle. Highest GCA effects for the traits days to flowering, plant height, insertion height, number of branches and total cycle were estimated for the cultivars Doko, Cristalina and Savana. The variability observed in the trait days to flowering can, for the most part, be explained by additive effects.

Path analysis and expected response in indirect selection for grain yield in soybean

This study aimed to determine the best auxiliary trait for indirect selection of soybean grain yield, through path analysis and in avoidance of the adverse effects of multicollinearity and expected response. Seventy-nine F5 soybean genotypes from the cross FT-Cometa x Bossier were used. The populations were distributed on the field was the families inserted with replicated controls. Primary and secondary traits of grain yield were evaluated in four phenotypically superior plants per family. The traits number of pods, height and number of nodes were considered as the most important, showing the best combination of direct effect and genotypic correlation. The number of pods achieved the highest expected gain through the estimation method based on the selection differential. On the other hand, plant height, by the method based on selection intensity, was not a good indicator of the most productive plants.

RAPD optimization for genetic studies with Citrulus lanatus and Sesamum indicum genotypes

The Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) technique is powerful for DNA polymorphism determinations and is widely used in research involving different organisms, but it is known that RAPD can be affected by many factors that may result in false positive bands and non-reproducible assays. In this study, we analyzed the effect of several factors such as DNA template, primer and Taq DNA polymerase concentrations to optimize and standardize the RAPD technique for further genetic studies with Citrulus lanattus and Sesamum indicum L. The best combination of DNA, Taq DNA polymerase enzyme and primer concentrations in RAPD amplification procedures for sesame and watermelon genotypes was established.