Genetical and environmental analyses of yield in six biparental soybean crosses

The yearly genetic progress obtained by breeding for increased soybean yield has been considered acceptable worldwide. It is common sense, however, that this progress can be improved further if refined breeding techniques, developed from the knowledge of the genetic mechanisms controlling soybean yield, are used. In this paper, data from four cultivars and/or lines and their derived sets of F2, F3, F7, F8, F9 and F10 generations assayed in 17 environments were analyzed to allow an insight of the genetic control of soybean yield under different environmental conditions. The general picture was of a complex polygene system controlling yield in soybeans. Additive genetic effects predominated although dominance was often found to be significant. Complications such as epistasis, linkage and macro and micro genotype x environment (G x E) interactions were also commonly detected. The overall heritability was 0.29. The relative magnitude of the additive effects and the complicating factors allowed the inference that the latter are not a serious problem to the breeder. The low heritability values and the considerable magnitude of G x E interactions for yield, however, indicated that careful evaluation through experiments designed to allow for the presence of these effects is necessary for successful selection.

Stability of soybean yield through different sowing periods

Soybean yield is highly affected by sowing period and there are significant productivity losses when sowings are done outward a relatively restricted period in many regions of Brazil. Breeding cultivars less sensitive to photoperiod and to temperature variations is desirable for adaptation to wider sowing period and wider latitude range and also make irrigated soybean cultivation possible during the fall-winter seasons in frost free regions. The possibility of selecting high yielding and stable lines for yield during various sowing periods was studied by analyzing the behavior of 100 non-selected advanced lines (F9 and F10), from each one of all possible biparental crosses involving the genotypes BR85-29009, OCEPAR 8, FT-2, and BR-13. Experiments were set up in a completely randomized design with single-plant hill plots and received supplementary irrigation. Sowing was on Sept 27, Oct 20, Nov 17, and Dec 17 in 1993/94 and Sept 20, Oct 20, Nov 17, and Dec 14 in 1994/95 at Londrina, PR, Brazil. Procedures of regression analysis and minimum variance among planting date means were efficient for selecting stable lines during the four sowing seasons. It was possible to select stable and high yielding genotypes through the four sowing periods in all the crosses. No specific cross was clearly better to produce a greater number of stable genotypes.

Correlações e análise de trilha em linhagens de soja semeadas em diferentes épocas

A associação entre a produtividade e outras características da planta identifica caracteres para uso na seleção indireta para produtividade. A produtividade da soja é muito influenciada pelo fotoperíodo e pela temperatura, e a semeadura fora de época acarreta redução na produtividade. Os programas de melhoramento procuram desenvolver cultivares adaptadas a um período mais amplo de semeadura. No Brasil, entretanto, não há estudos sobre as inter-relações entre a produtividade e algumas características de importância agronômica da soja (dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós da haste principal), em um período mais amplo de semeadura (setembro a dezembro). Este trabalho procura quantificar essas relações e identificar possíveis critérios de seleção indireta em relação à produtividade, avaliando linhas puras derivadas dos cruzamentos entre BR85-29009, FT-2, BR-13 e OCEPAR-8. O delineamento experimental usado foi o inteiramente casualizado. Os estudos de correlações e análise de trilha revelaram que a influência das características sobre a produtividade dependeu do cruzamento, da época de semeadura, e do ano. As correlações fenotípicas e genotípicas entre as características e a produtividade foram essencialmente positivas. As análises de trilha mostraram que dias para maturação e altura da planta no florescimento, individualmente, ou a combinação dias para maturação, altura da planta no florescimento e número de nós em um índice, podem auxiliar na seleção quanto à produtividade. A contribuição dos dois primeiros caracteres para o aumento na produtividade foi maior em semeaduras realizadas em novembro e outubro, respectivamente.

Produção de híbridos de amendoim forrageiro por meio de hibridação artificial

O objetivo deste trabalho foi a obtenção de híbridos de amendoim forrageiro por meio da hibridação artificial. O experimento foi realizado na Embrapa-Centro Nacional de Pesquisa de Recursos Genéticos e Biotecnologia, durante a época de florescimento dos acessos de Arachis pintoi Krap. & W. C. Gregory e de A. repens Handro. Cerca de 700 polinizações produziram 27 segmentos de frutos, com taxas de fecundação que variaram entre 1,1 e 12,9%, considerando-se todas as combinações híbridas. Os híbridos intra-específicos de A. pintoi produziram sementes F2, e os interespecíficos não produziram semente. A técnica de hibridação utilizada nas espécies forrageiras necessitou de ajustes, devido a diferenças observadas em relação ao amendoim cultivado, entre elas o hábito de crescimento.

Interação genótipo x ambiente no desempenho produtivo da soja no Paraná

Os objetivos deste trabalho foram conhecer o grau de representatividade dos locais no Estado do Paraná, onde são conduzidos os ensaios de avaliação final de produtividade de linhagens de soja no período 1990/2000 e realizar estudo de adaptabilidade e estabilidade das linhagens no ano agrícola 1999/2000. As linhagens testadas pertencem aos grupos de maturação precoce, semiprecoce e médio. Verificaram-se padrões de similaridade de resposta das linhagens dos três grupos de maturação, em alguns locais, em todos ou na maioria dos anos testados. Esses padrões dependeram do grupo de maturação. Contudo, as avaliações em Londrina/Cambé, Campo Mourão, Guarapuava/Mariópolis e Sertaneja foram sempre indicadas. O local Ponta Grossa - 1 foi útil na discriminação de linhagens do grupo precoce, e Ponta Grossa - 2, dos grupos semiprecoce e médio. O estudo de adaptabilidade e estabilidade revelou que as linhagens precoces BR95-7613, BRS 137, OC95-3006 e CD96-518 tiveram bom desempenho produtivo, adaptabilidade geral e previsibilidade. A linhagem semiprecoce BR96-25619 mostrou a maior produtividade, tanto em ambientes favoráveis como nos desfavoráveis, e pode ser indicada como tendo adaptabilidade geral. Outras linhagens semiprecoces de bom desempenho, como BR96-18710 e BRS 154, são indicadas para ambientes favoráveis e geral (ambientes favoráveis e desfavoráveis), respectivamente. As linhagens OC95-3194, BR96-12086 e BR96-16185, do grupo de maturação médio, destacam-se nos ambientes favoráveis e desfavoráveis.

Proposta de classificação dos coeficientes de variação em relação à produtividade e altura da planta de soja

O objetivo deste trabalho foi definir classificações de coeficientes de variação para produtividade e altura da planta de soja. Os dados foram obtidos de ensaios intermediários e finais realizados nos estados do Paraná e do Mato Grosso. Foram realizadas classificações distintas para cada localização e ciclo reprodutivo. Considerando-se a média e o desvio-padrão dos coeficientes de variação obtidos das análises de variância dos ensaios, os coeficientes foram classificados como baixo, médio, alto e muito alto. Uma classificação adicional foi feita utilizando a mediana e o pseudo-sigma, em substituição à média e ao desvio-padrão, respectivamente. A classificação dos coeficientes de variação dependeu do caráter e da localização, mas não variou muito em razão do ciclo reprodutivo. Os critérios adotados (média e desvio-padrão ou mediana e pseudo-sigma) foram semelhantes (independentemente da distribuição dos coeficientes de variação) e satisfatórios para determinar a precisão experimental. O limite máximo de coeficiente de variação aceitável para produtividade é de 16% e para altura da planta é de 12%.

Rescue of a non-viable accession and rapd analysis of recovered plants of Arachis retusa

In vitro regeneration of Arachis retusa was examined for the purpose of germplasm renewal and conservation. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting was used to evaluate the genetic stability of plants derived from embryo axes and apical segments. Ten arbitrary decamer primers were screened and five of them were selected. Ninety genomic regions were evaluated, with an average of 18 loci per clone. All amplified segments were monomorphic. The results indicate that recovered plants are genetically stable at the assessed genomic regions and that both regeneration processes are suitable for in vitro germplasm preservation of Arachis species.

Influence of substrates and in vitro preconditioning treatments on ex vitro acclimatization of Arachis retusa

The objective of this work was to evaluate the influence of substrate and preconditioning treatments on the acclimatization of in vitro plants of Arachis retusa. Plants were transferred to Plantmax or sand, and fertilized with Hoagland's nutrient solution. Plants maintained in sand, with or without fertilizer, showed the highest survival rates. In order to evaluate the influence of in vitro preconditioning treatments, stem segments were cultured on MS medium supplemented with different sucrose concentrations. The highest survival and developmental rates were observed in plants from two accessions cultured on MS supplemented with 1.5% and 3% sucrose. Flowering and fruit production were observed after five months.

Crescimento vegetativo sazonal do cafeeiro e sua relação com fotoperíodo, frutificação, resistência estomática e fotossíntese

O objetivo deste trabalho foi avaliar as flutuações sazonais do crescimento vegetativo do cafeeiro (Coffea arabica L.) e suas relações com o fotoperíodo, a remoção dos frutos, a fotossíntese e a resistência estomática. Os tratamentos foram constituídos por dois regimes fotoperiódicos - natural e estendido para 14 horas - em plantas com frutos e sem frutos. O crescimento de ramos e da área foliar decresceu a partir de meados de março, atingindo taxas mínimas nos meses de maio e junho, quando foram registradas as menores temperaturas. Esse modelo de crescimento não foi modificado pela extensão do fotoperíodo para 14 horas, nem pela remoção dos frutos, ainda que os cafeeiros sem frutos exibissem maiores taxas de crescimento dessas variáveis (ramo e área foliar). Não foi observada diferença significativa na fotossíntese potencial decorrente da presença de frutos, nem a extensão do fotoperíodo afetou taxas fotossintéticas. As taxas fotossintéticas potenciais não explicam os declínios do crescimento vegetativo, mas a temperatura mínima do ar correlacionou-se com as quedas do crescimento. A resistência estomática às 14h apresentou valores relativamente elevados, de meados de março a início de maio, coincidindo com elevadas quedas no crescimento de ramos e da área foliar. O declínio inicial no crescimento vegetativo pode estar associado a temperaturas em torno de 14ºC.

Physiological and anatomical characteristics of leaves of two clones of guarana

The objective of this work was to analyze gas exchange, photosynthetic characteristics, photochemical efficiency of photosystem II and anatomical characteristics of young plant leaves of two guarana (Paullinia cupana) clones (BRS-CG372RC and BRS-CG611RL) growing under open field. The variables of gas exchange and fluorescence of chlorophyll a were evaluated in mature leaves. The values of photosynthesis and transpiration found for BRS-CG372RC were 27% greater and 80% lesser than values found for BRS-CG611RL, respectively. The values of stomatal conductance found for the clones BRS-CG372RC and BRS-CG611RL were in the order of 224 and 614 mmol mm-2 s-1, respectively. The values of photorespiration, rate of carboxylation and rate electron transport were greater in BRS-CG372RC. The clone BRS-CG372RC exhibited stomatal density 26% greater than BRS-CG611RL. However, the area of ostiolar opening was 42% greater in BRS-CG611RL. The values of the water use efficiency in BRS-CG372RC were 134% greater than in BRS-CG611RL. High stomatal density and low stomatal conductance can be important characteristics in the selection of the clones with a good ability to assimilate carbon and optimize the use of water.

Genotype and environment interaction on soybean yield in Mato Grosso State, Brazil

The objective of this work was to investigate the genotype-environment interaction in Mato Grosso State, MT. The relative importance of locations, years, sowing dates and cultivars and their interactions was analyzed from data collected in regional yield trials performed in a randomized complete block design with four replications, from 1994-1995 through 1999-2000, in nine locations and two sowing dates. Individual and pooled analyses of variance over years and locations were performed. Complementary analyses of variances partitioned MT State in two main and five smaller regions, respectively: North and South of Cuiabá; and MT-South-A (Pedra Preta area), MT-South-B (Rondonópolis and Itiquira), MT-East (Primavera do Leste and Campo Verde), MT-Central (Nova Mutum, Lucas do Rio Verde and Sorriso) and MT-Parecis (Campo Novo dos Parecis and Sapezal). Locations are relatively more important than years for yield testing soybeans in the MT State, therefore, investment should be made in increasing locations rather than years to improve experimental precision. Partitioning the MT State into regions has little impact on soybean yield testing results and, consequently, on the efficiency of the soybean breeding program in the State. Breeding genotypes with broad adaptation for the MT State is an efficient strategy for cultivar development.

Genetic characterization of ninety elite soybean cultivars using coefficient of parentage

The objective of this work was to estimate the coefficient of parentage and to understand the genetic structure of 90 elite soybean cultivars, which are adapted to different Brazilian environments. A total of 4,005 coefficients of parentage (f) were obtained and used to group the cultivars by UPGMA method. The constructed dendrogram showed several related cultivar groups which shared similar ancestors and clearly showed the genetic structure of the main Brazilian cultivars. Effective population sizes (Ne) were also estimated for cultivars in different generations. The average f = 0.2124 value, obtained from cultivars classified into four decades according to the release year, suggested effective soybean population sizes of 11 and 13 calculated using arithmetic and weighted means, respectively. The relatively small Ne and the high parentage coefficient support the conclusion that there is a high similarity degree among the main soybean cultivars in Brazil.

Interação genótipo-ambiente de soja convencional e transgênica resistente a glifosato, no Estado do Paraná

Os objetivos deste trabalho foram: comparar a produtividade e a adaptação de genótipos de soja convencional e de soja transgênica resistente ao herbicida glifosato, de diferentes grupos de maturação, desenvolvidos pelo programa de melhoramento da Embrapa Soja para o Estado do Paraná; estudar a importância relativa dos efeitos de local, ano, cultivar e suas respectivas interações; e verificar a possibilidade de se estratificar o Estado em regiões mais homogêneas, para reduzir o número de locais nos ensaios de competição de linhagens. Foram utilizados dados de produtividade de grãos de ensaios regionais, no Estado do Paraná, entre 2001 e 2005. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso. A possibilidade de se realizar a estratificação do Estado em regiões mais homogêneas e de descarte de locais foi verificada pela significância da interação genótipo x ambiente entre locais. Não houve diferença significativa de produtividade entre a soja convencional e a transgênica, independentemente do grupo de maturação. O efeito de local foi mais importante que o efeito de ano, na composição dos ambientes. A estratificação do Estado do Paraná em regiões não trouxe vantagens, nos anos analisados, para os testes de linhagens; apenas os locais da região Sul mostraram algum grau de similaridade entre si.

Extracting female inbred lines from commercial sunflower hybrids

The objective of this study was to obtain female inbred lines from sunflower (Helianthus annuus) hybrids. A methodology based on altering inbred lines carrying the fertility restorer gene (Rf) obtained from self pollinating hybrids into inbred lines with normal cytoplasm without the Rf gene was described. Further, derived male-sterile inbred lines were developed. The methodology was successfully used to obtain female inbreds from sunflower commercial hybrids. Although more time and labor consuming than the conventional female inbred line extraction methods, this methodology is advantageous in exploiting superior germplasms (commercial hybrids), which prompted us to develop practical procedures to allow its routinely use.

Novos genes de resistência à ferrugem-asiática-da-soja: teste de alelismo para os locos Rpp2 e Rpp4

O objetivo deste estudo foi desenvolver testes de alelismo, inclusive cruzamentos entre um grupo de genótipos resistentes à ferrugem, do banco de germoplasma de soja da Embrapa, e as duas fontes de resistência com os genes Rpp2 e Rpp4. A ferrugem-asiática-da-soja, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi, tem gerado perdas significativas na produtividade da cultura e preocupado os agricultores brasileiros. Até recentemente, existiam quatro genes de resistência descritos na literatura, mas somente Rpp2 e Rpp4 continuam efetivos no Brasil. Vinte e seis fontes com resistência a P. pachyrhizi foram cruzadas com PI 230970 e PI 459025 (fontes dos genes Rpp2 e Rpp4, respectivamente), e as plantas da geração F2 foram infectadas com uma suspensão com 2,5x10(4) esporos por mililitro e analisadas em casa de vegetação após 20 dias, para verificação da presença de lesões de resistência (RB) ou de suscetibilidade (TAN). Foram aplicados testes de qui-quadrado para investigar as hipóteses de segregação independente ou de alelos de resistência nos locos Rpp2 e Rpp4. Genes de resistência provenientes de PI 197182, PI 230971 e PI 417125 não segregaram em cruzamentos com a PI 230970, o que indica que esses genótipos apresentam um único gene de resistência presente no loco Rpp2. Cruzamentos com os outros 23 genótipos resultaram em populações segregantes, o que indica que estas possuem genes que não pertencem aos locos Rpp2 e Rpp4.